(Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) - TEDE: Página inicial

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS
RELAÇÕES ESPACIAIS E CRESCIMENTO DE
CANAFÍSTULA (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) E
BIOMASSA DE Urochloa brizantha cv. BRS PIATÃ EM
SISTEMA SILVIPASTORIL.
FLÁVIA ARAUJO MATOS
DOURADOS
MATO GROSSO DO SUL
2014
RELAÇÕES ESPACIAIS E CRESCIMENTO DE CANAFÍSTULA
(Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) E BIOMASSA DE Urochloa
brizantha cv. BRS PIATÃ EM SISTEMA SILVIPASTORIL.
FLÁVIA ARAUJO MATOS
Engenheira Agrônoma
Orientador: Dr. OMAR DANIEL
Tese apresentada à Universidade Federal da Grande
Dourados, como parte das exigências do Programa de
Pós-Graduação em Agronomia – Produção Vegetal,
para obtenção do título de Doutor.
Dourados
Mato Grosso do Sul
2014
ii
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Central - UFGD
Matos, Flávia Araujo.
Relações Espaciais e Crescimento de Canafístula
(Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) e biomassa de
Urochloa brizantha cv. BRS Piatã em Sistema Silvipastoril.
/ Flávia Araujo Matos. – Dourados, MS : UFGD, 2014.
100p.
Orientador: Prof. Dr. Omar Daniel
Tese (Pós-Graduação em Agronomia) – Universidade
Federal da Grande Dourados.
1. Dependência espacial. 2. Densidade de árvores. 3.
Produção e valor nutritivo da forragem. I. Título.
iii
RELAÇÕES ESPACIAIS E CRESCIMENTO DE CANAFÍSTULA
(Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) E BIOMASSA DE Urochloa
brizantha cv. BRS PIATÃ EM SISTEMA SILVIPASTORIL.
por
Flávia Araujo Matos
Tese apresentada como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de
DOUTORA EM AGRONOMIA.
Aprovada em 28/02/2014
iv
Á Deus e aos meus pais Dilson e Ademilde
DEDICO
v
AGRADECIMENTOS
À Deus, por ter me dado força, persistência, sabedoria e todos os outros
instrumentos para que eu conseguisse realizar este trabalho.
Á Universidade Federal da Grande Dourados e pela oportunidade concedida,
A CAPES, pela bolsa de doutorado concedida.
A FUNDECT-MS, pelo apoio financeiro.
Ao professor Dr. Omar Daniel, pela amizade, orientação, sugestões e correções
feitas neste trabalho.
Aqueles que me auxiliaram na realização deste trabalho, principalmente aos
integrantes do Grupo GESAF, Débora, Igor, Rafael, Thaís e Michele pela ajuda durante
os trabalhos de campo.
Aos laboratoristas Elda e João pelo apoio e amizade.
Ao Sr. Jesus, Milton, Alfredo Lutz, Eder e toda a equipe da Fazenda
Experimental da UFGD, que sempre me ajudaram, não somente no trabalho pesado,
mas também na sabedoria de quem tem prática e na amizade que ficará.
Aos meus alunos do Curso Técnico em Agropecuária, Diego, João Everton,
Elizete, Fernando, Danilo, Fabiana, Lucas, Cássio, Reinaldo e Ellen, que estagiaram
comigo e ajudaram durante as coletas de dados.
Ao meu companheiro Marcelo Saccol, por sempre acreditar no meu potencial e
me apoiar, a minha mãe (Ademilde), meu pai (Dilson), aos meus irmãos (Karlla e
Marcelo), a minha vó (Elizena), aos meus sobrinhos (Letícia, João Marcelo e Maria
Isabeli), aos meus sogros (Adão e Gilda) pelo carinho e união, e a minha prima
Jackeline pelo incentivo, apoio, amizade e valorização do meu trabalho.
Aos meus amigos Danieli, Ademar, Grazieli e Mirian pelo convívio, amizade e
incentivo em todos os momentos, e aos demais colegas de curso, pelo bom convívio e
por terem me proporcionado os bons anos que tive.
vi
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................... 8
LISTA DE QUADROS ................................................................................................ 100
RESUMO GERAL ....................................................................................................... 111
INTRODUÇÃO GERAL ............................................................................................... 12
CAPÍTULO 1: VARIABILIDADE ESPACIAL E CRESCIMENTO DA
CANAFÍSTULA (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) EM FUNÇÃO DA
DENSIDADE EM SISTEMA SILVIPASTORIL, EM DIFERENTES IDADES. ...... 188
1.1 RESUMO ............................................................................................................ 188
1.2 ABSTRACT .......................................................................................................... 19
1.3 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 200
1.4 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................ 222
1.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................ 277
1.6 CONCLUSÃO .................................................................................................... 355
1.7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 366
CAPÍTULO 2: CRESCIMENTO DE Peltophorum dubium (Spreng) Taub. EM
DIFERENTES DENSIDADES POPULACIONAIS. ............................................... 388
2.1 RESUMO ............................................................................................................ 388
2.2 ABSTRACT .......................................................................................................... 39
2.3 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 400
2.6 CONCLUSÃO .................................................................................................... 555
2.7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 566
CAPÍTULO 3: SISTEMA SILVIPASTORIL COM CANAFÍSTULA (Peltophorum
dubium (Spreng) Taubet): INTERAÇÕES COM O MICROCLIMA, A PRODUÇÃO E
O VALOR NUTRITIVO DA FORRAGEM. ............................................................... 588
3.1 RESUMO ............................................................................................................ 588
3.2 ABSTRACT .......................................................................................................... 59
3.3 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 600
3.6 CONCLUSÃO .................................................................................................... 811
3.7 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................ 822
CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................... 877
APÊNDICES .................................................................................................................. 88
LISTA DE FIGURAS
CAPÍTULO 1. VARIABILIDADE ESPACIAL E CRESCIMENTO DA
CANAFÍSTULA EM FUNÇÃO DA IDADE E DA DENSIDADE EM SISTEMA
SILVIPASTORIL
Figura 1 – Esquema de Nelder para a definição de densidades de árvores de
Peltophorumdubium em consórcio com Urochloa brizantha cv. BRS
Piatã............................................................................................................23
Figura 2 – Semivariogramas da altura (ALT) das árvores de canafístula, aos 13, 25 e 37
meses de idade..............................................................................................30
Figura 3 – Semivariogramas do diâmetro do fuste (D1,3) das árvores de canafístula, aos
13, 25 e 37 meses de idade...........................................................................31
Figura 4 – Semivariogramas do Dc (diâmetro da copa) das árvores de canafístula, aos
13,
25
e
37
meses
de
idade.................................................................................32
Figura 5 – Semivariogramas do VC (volume cilíndrico) das árvores de canafístula, aos
13, 25 e 37 meses de idade...........................................................................33
CAPÍTULO 2. CRESCIMENTO DE Peltophorum dubium (Spreng)
(CANAFÍSTULA) EM DIFERENTES DENSIDADES POPULACIONAIS
Taub.
Piatã..........................................................................................................43
Figura 2 – Altura total das árvores de canafístula em função da densidade de plantio e
da
idade..............................................................................................................46
Figura 3 – Diâmetro a 1,3 m das árvores de canafístula em função da densidade de
plantio
e
da
idade......................................................................................................48
Figura 4 – Diâmetro da copa das árvores de canafístula em função da densidade de
plantio
e
da
idade.......................................................................................................49
Figura 5 – Área da copa das árvores de canafístula em função da densidade de plantio e
da idade.........................................................................................................51
Figura 6 – Volume cilíndrico por árvore de canafístula em função da densidade de
plantio
e
da
idade.......................................................................................................52
8
CAPÍTULO 3. ARBORIZAÇÃO DE PASTAGENS COM CANAFÍSTULA
[Peltophorum dubium (Spreng) Taubet]: INTERAÇÕES COM O MICROCLIMA, A
PRODUÇÃO E O VALOR NUTRITIVO DA FORRAGEM
Piatã
..................................................................................................................63
Figura 2- Índices de Radiação Fotossintéticamente Ativa (RFA) conforme as densidades
de árvores de canafístula na época das águas e seca, em Dourados, MS........67
Figura 3- Temperatura do ar conforme as densidades de árvores de canafístula na época
das águas e seca, em Dourados, MS...............................................................69
Figura 4- Umidade relativa do ar (UR) conforme as densidades de árvores de canafístula
na época das águas e seca, em Dourados, MS................................................70
Figura 5 – Altura do dossel do capim-piatã em função das densidades populacionais de
canafístula na época das águas e seca, em Dourados, MS............................71
Figura 6 – Acúmulo de massa seca total do capim-piatã em função das densidades
populacionais de canafístula na época das águas e seca, em Dourados,
MS.................................................................................................................72
Figura 7- Médias acumuladas de precipitação pluvial no Município de Dourados-MS,
de
janeiro
de
2012
a
dezembro
de
2013..............................................................................................................73
Figura 8 – Matéria seca do colmo do capim-piatã em função das densidades
MS.................................................................................................................74
Figura 9 – Matéria seca da lâmina foliar de capim-piatã em função das densidades
MS.................................................................................................................75
Figura 10 – Área da copa das árvores de canafístula, conforme as densidades de árvores
ha-1, em sistema silvipastoril.........................................................................77
Figura 11 – Teores de proteína bruta (% MS) conforme as densidades de árvores na
época
das
águas
e
seca,
em
Dourados,
MS...........................................................78
Figura 12 – Digestibilidade in vitro da matéria orgânica (%) em função das densidades
de árvores na época das águas e seca, em Dourados, MS..........................80
9
LISTA DE QUADROS
CAPÍTULO 1. VARIABILIDADE ESPACIAL E CRESCIMENTO DA
CANAFÍSTULA EM FUNÇÃO DA IDADE E DA DENSIDADE EM SISTEMA
SILVIPASTORIL
Quadro 1 – Densidade equivalente de árvores a cada círculo.........................................24
Quadro 2.- Estatística descritiva de alguns atributos da canafístula (Peltophorum
dubium),
por
idade.......................................................................................................27
Quadro 3 - Parâmetros dos semivariogramas simples ajustados para as características da
Peltophorum dubium em diferentes densidades...........................................28
CAPÍTULO 2. CRESCIMENTO DE Peltophorum dubium (Spreng)
(CANAFÍSTULA) EM DIFERENTES DENSIDADES POPULACIONAIS
Taub.
Quadro 2 – Densidade arbórea máxima para se obter a máxima altura total estimada das
árvores de canafístula...................................................................................47
Quadro 3 – Densidade arbórea máxima para se obter o mínimo diâmetro a 1,3 m (D1,3)
estimado das árvores de canafístula..............................................................49
Quadro 4 – Densidade arbórea máxima para se obter o mínimo diâmetro de copa
estimado
das
árvores
de
canafístula.............................................................................50
Quadro 5 – Densidade arbórea máxima para se obter a mínima área de copa estimada
das
árvores
de
canafístula...................................................................................51
Quadro 6 – Densidade arbórea máxima para se obter o mínimo volume cilíndrico
estimado das árvores de canafístula..............................................................53
Quadro 7 – Estimativas para as idades nas quais é possível alcançar os máximos
volumes
cilíndricos
estimados
para
canafístula..........................................................53
10
CAPÍTULO 3. ARBORIZAÇÃO DE PASTAGENS COM CANAFÍSTULA
[Peltophorum dubium (Spreng) Taubet]: INTERAÇÕES COM O MICROCLIMA, A
PRODUÇÃO E O VALOR NUTRITIVO DA FORRAGEM
RESUMO GERAL
Os efeitos das densidades arbóreas sobre as características qualitativas e
quantitativas das gramíneas forrageiras permitem maior produtividade das pastagens e
melhor desenvolvimento das árvores. O objetivo deste trabalho foi avaliar os padrões de
variação espacial e temporal de alguns atributos de crescimento das árvores em
diferentes idades e densidades, e avaliar a influência da densidade de árvores de
canafístula sobre o microclima, a produção e a qualidade do pasto de capim-piatã
(Urochloa brizantha cv. BRS Piatã). Implantou-se em dezembro de 2009 uma Roda de
Nelder com 24 raios e 22 anéis tendo como componente arbóreo a canafístula
(Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.). Foram avaliadas 432 árvores para verificação
da dependência espacial dos dados e, dez densidades de árvores ha-1 para as respostas
dos atributos dendrométricos, microclima, produção e valor nutritivo do capim. As
análises foram compostas de estatísticas descritivas, seguidas das análises da
dependência espacial da altura total das árvores, diâmetro do fuste, diâmetro de copa e
volume cilíndrico aos 13, 25 e 37 meses de idade, análise de regressão com superfície
de resposta quanto necessário para os mesmo atributos e mais as variáveis
microclimáticas, produção de massa seca e valor nutritivo do capim-piatã. Em estágio
inicial de crescimento e em consórcio com capim-piatã, as variáveis dendrométricas da
canafístula apresentaram-se com pequena zona de influência, todavia com alta
dependência espacial. O crescimento em altura das árvores de canafístula apresentou
relação direta com a densidade populacional, enquanto para o diâmetro de fuste e copa,
bem como área de copa e volume cilíndrico, essa relação foi inversamente proporcional.
Considerando as relações entre as variáveis dendrométricas, a canafístula mostra ser
uma espécie adaptada a alterações populacionais. A produção de matéria seca em geral,
11
não foi comprometida pelo aumento da densidade arbórea, em nenhum dos dois
períodos avaliados, águas e seca. O valor nutricional do capim-piatã foi influenciado
positivamente pela maior densidade arbórea, com maiores valores de proteína bruta e
digestibilidade in vitro da matéria orgânica, no período de seca.
Palavras-chave: dependência espacial, arborização de pastagem, densidade de árvores.
GENERAL ABSTRACT
The choice of forest arrangements for association with pastures requires knowledge
about the characteristics of the species used, in order to facilitate this association. The
objective of this study was to evaluate the spatial and temporal variation of some
attributes of tree growth at different ages and densities, and assess the influence of the
density of canafístula trees on microclimate, yield and quality of herbage Piatã. Was
carried out in December 2009 a Nelder wheel with 24 spokes and 22 rings where the
tree component was the canafístula (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.). It was
evaluated 432 trees to verify the spatial dependence of the data and 10 densities of trees
to the responses of dendrometric attributes, microclimate, production and nutritive
value. The analyses were based on descriptive statistics and spatial dependence of the
height of the trees (ALT), stem diameter (D1,3), crown diameter (Dc) and cylindrical
volume (VC) at 13 25 and 37 months of age. Regression analyzes were developed and
when required, the response surface for the same attributes beyond the microclimatic
variables, dry matter production and nutritional value of the grass Piatã the initial stage
of growth and intercropping with grass Piata the dendrometric variables canafístula
present with small catchment area, however with high spatial dependence. The height
growth of trees canafístula was directly related to population density, while for the bole
and crown diameter and canopy area and cylindrical volume, this ratio was inversely
proportional. Considering the relations between the variables dendrometric the
canafístula shown to be a species adapted to population changes. Highest population
densities canafístula provided favorable to the growth of grass Piata microclimate. The
production of dry matter in general, was not compromised by increased tree density in
12
any of the two periods, water and dried. The nutritional value of grass Piata was
positively influenced by higher tree density, with higher values in the dry season.
Keywords: spatial dependence, afforestation of pasture, density of tree.
INTRODUÇÃO GERAL
Os Sistemas Agroflorestais (SAF), considerados sistemas de uso da terra
sustentáveis, tem tido grande repercussão no meio produtivo, especialmente quando o
componente arbóreo apresenta rápido crescimento. Os Sistemas Silvipastoris (SSP),
subsistemas dos SAF, são alternativas ao desenvolvimento sustentável das áreas de
pecuária no Mato Grosso do Sul, uma vez que proporcionam a diversificação da
produção e a possibilidade de obtenção de renda com o cultivo de espécies florestais, na
mesma unidade de área. Ainda que, se tratando de um sistema de uso da terra visando à
obtenção de produtos animais e florestais, há os benefícios ambientais pela melhor
ocupação do espaço, fixação de carbono da atmosfera, maior proteção do solo,
regulação do regime hídrico e aumento da diversidade de espécies (DANIEL, COUTO e
VITORINO, 1999).
Os SSPs estão sendo vistos como alternativas promissoras às áreas de
pastagens. A partir da integração da floresta com a pecuária, esses sistemas oferecem
alternativas para superar a baixa produtividade e reduzir a degradação das pastagens,
conferir sustentabilidade aos sistemas pecuários, aumentar a produtividade vegetal e
animal, direcionar técnicas para uso racional do solo e água, estimular a utilização de
espécies para usos múltiplos, diminuir riscos ao produtor e minimizar os processos
erosivos (SANTOS et al., 2002).
Pott e Pott (2003) relataram que em SSP a escolha de espécies adequadas é
um fator chave. Espécies nativas podem ter maior probabilidade de êxito, porque já
estão adaptadas ao meio, principalmente ao clima e ao solo. Para seleção de espécies
arbóreas para o SSP, o uso múltiplo, preferencialmente de leguminosas, árvores com
potencial econômico e de rápido crescimento, que não apresentam copa muito densa,
13
que não prejudique o desenvolvimento do capim embaixo da copa, são alguns dos
critérios citados por Oliveira et al. (2003).
A madeira das espécies lenhosas nativas brasileiras é muito valorizada, mas
a exploração de matas primárias está diminuindo devido à redução dos estoques. Uma
alternativa para produzir essas madeiras é o plantio dessas espécies em arranjos mistos,
em SSP, sendo especialmente maiores do que os utilizados em florestas plantadas
comerciais favorecem o desenvolvimento em diâmetro do tronco (RUSCHEL et al.,
2003).
Existem poucas informações silviculturais a respeito de árvores nativas,
para uso em SSP. A escolha do componente arbóreo de um SSP deve ser feita
principalmente com base no tipo de exploração pretendida, seja ela a produção florestal
(madeira, celulose, resinas, etc.), a produção animal (leite, carne, lã, etc.) ou um sistema
misto em que se deseja obter produtos comercializáveis ou não. Na escolha da espécie
arbórea a ser implantada em um SSP, além de considerar sua adaptação às condições
locais, deve-se optar por aquelas que sejam de crescimento rápido, que dentro de 1 a 2
anos a maioria das árvores já tenha atingido altura tal que posicione suas copas acima
do alcance dos animais, com diâmetro suficiente para que sejam minimizados possíveis
danos mecânicos (CASTRO; PACIULLO, 2006).
Em um experimento conduzido na área experimental da Embrapa Gado de
Corte, situada no Município de Campo Grande-MS, foram avaliadas 11 espécies
florestais. As espécies que obtiveram as melhores combinações dos acréscimos em
altura, diâmetro do caule e sobrevivência e que podem ser utilizadas em SSP na região
dos cerrados foram: chico-magro (Guazuma ulmifolia (Lam.)), carobinha (Jacaranda
decurrens (Farias e Proença)) e canafístula (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.)
(MELOTTO et al., 2009).
A canafístula é uma leguminosa bastante versátil que ocorre em Florestas
Estacionais Semideciduais de Góias, Minas Gerais, São Paulo e Mato Grsso do Sul,
além das formações florestais do Complexo Atlântico. É uma árvore heliófila,
mediamente tolerante a baixas temperaturas (INOUE e GALVÃO, 1986). Em sua área
de ocorrência, vegeta em solos ácidos, pobres, até aqueles de fertilidade química
elevada. Não tolera solos demasiadamente úmidos, pedregosos e rasos, crescendo bem
nos de textura franco argilosa.
É uma árvore de porte alto, podendo atingir até 40 m de altura e 120 cm de
DAP, com folhas semi-decíduas até decíduas, alternadas e compostas, inflorescências
14
em panículas terminais, com fruto do tipo vagem e indeiscente, apresentando de uma a
duas sementes (REITZ et al., 1978). Seu tronco é cilíndrico, chegando a obter fustes
retos de até 15 m de comprimento nas matas nativas. Sua copa é ampla, umbeliforme,
larga e achatada (CARVALHO, 2003).
É uma espécie secundária, mas com algumas características de pioneira,
considerada espécie de crescimento rápido, sendo sua produtividade volumétrica
máxima registrada de 19,60 m3 ha-1 ano-1. Seu crescimento é limitado, sobretudo, por
fortes geadas (CARVALHO, 2003). A dicotomia presente em canafístula, caracterizada
pela ocorrência de múltiplas gemas apicais, pode ser manipulada em virtude da prática
de desrama regular, definindo-se, dessa maneira, melhores fustes às árvores, agregando
valor à madeira e à qualidade do povoamento. Sua madeira é densa (0,75 a 0,90 g cm-3),
possuindo moderada resistência ao apodrecimento e elevado poder calorífico (4.755
kcal kg-1). É empregada na construção civil, marcenaria, tanoaria, carrocerias,
dormentes, serviços de torno e movelaria (REITZ, 1978).
A canafístula por ser uma planta rústica e de rápido crescimento, é
comumente encontrada colonizando pastagens, ocupando clareiras e bordas de matas,
sendo também utilizada para a composição de reflorestamentos mistos de áreas
degradadas e de preservação permanente (DONADIO e DEMATTÊ, 2000).
A existência de árvores em pastagens confere inúmeras vantagens ás plantas
forrageiras, principalmente nas regiões tropicais, que têm seu desenvolvimento
prejudicado pelo excesso de insolação nas horas mais quentes do dia. As forrageiras que
crescem à sombra das árvores permanecem viçosas, enquanto as que se encontram em
pleno sol murcham (MELADO, 2002).
A escolha da forrageira é fundamental para o sucesso do SSP, pois não basta
que sejam tolerantes ao sombreamento, é necessário selecionar espécies adaptadas ao
manejo e ambientadas as condições edafoclimáticas da região onde serão implantadas
(ANDRADE et al., 2003). Dentre as espécies de gramíneas que possuem tolerância ao
sombreamento estão algumas das forrageiras mais utilizadas para formação de pastagem
no Brasil e, em outras regiões tropicais e subtropicais, como Bracharia spp e Panicum
spp (MACEDO et al., 2010).
A Brachiaria brizantha cv. BRS Piatã é uma gramínea recomendada para
diversificação das pastagens em vários tipos de cultivo, destacando-se pela alta taxa de
crescimento foliar, alta relação folha/caule e valor nutritivo. Possui boa tolerância a seca
e ainda produtividade, em média 9,5 toneladas de massa seca ha-1 ano-1, com 57% de
15
folhas, sendo 30% dessa obtida no período seco (Maio a Novembro) (EMBRAPA,
2005).
Do componente forrageiro desses sistemas exige-se muito, pois além de
manter a produção no mínimo igual ao encontrado em sistemas convencionais, deve
apresentar capacidade de se adaptar às condições lumínicas do consórcio com árvores. É
fundamental que o uso da pastagem em SSP, esteja condicionado a práticas sustentáveis
de manejo, que garantam a manutenção da produtividade ao longo dos anos sem
comprometer os componentes principais do ecossistema.
Os estudos para definição de espécies arbóreas e forrageiras, para compor o
SSP, não são muitos. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a espécie lenhosa
nativa canafístula e o capim-piatã, com potencial uso em SSP no Mato Grosso do Sul.
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17
CAPÍTULO 1: VARIABILIDADE ESPACIAL E CRESCIMENTO DA
CANAFÍSTULA (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) EM FUNÇÃO DA
DENSIDADE EM SISTEMA SILVIPASTORIL, EM DIFERENTES IDADES.
1.1 RESUMO
A geoestatística tem sido utilizada como ferramenta no estudo da dependência espacial,
mostrando-se importante na interpretação de resultados com base na estrutura da
variabilidade espacial natural, principalmente da interação entre os atributos com o
crescimento vegetal. O objetivo deste trabalho foi avaliar os padrões de variação
espacial e temporal de alguns atributos de crescimento das árvores em diferentes idades
e densidades em um sistema silvipastoril. Implantou-se em dezembro de 2009, na
Fazenda Experimental da Universidade Federal da Grande Dourados, em Dourados-MS,
uma Roda de Nelder com 24 raios e 22 anéis tendo como componente arbóreo a
canafístula (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.). Foram avaliadas 432 árvores, onde
cada árvore foi considerada uma unidade amostral. Aplicou-se a análise descritiva e
posteriormente a análise da dependência espacial dos dados de altura total das árvores,
diâmetro do fuste, diâmetro de copa e volume cilíndrico, aos 13, 25 e 37 meses de
idade. O método geoestatísco foi adequado para, verificar se houve dependência
espacial na análise do experimento em delineamento sistemático tipo “leque”. Em
estágio inicial de crescimento, as variáveis dendrométricas da canafístula apresentaramse com pequena zona de influência (alcance), todavia com alta dependência espacial. As
estruturas de continuidade espacial foram similares nas menores densidades de árvores.
A canafístula apresentou maior crescimento, representado por todas as variáveis
dendrométricas avaliadas (altura, diâmetro de fuste, diâmetro de copa e volume
18
cilíndrico), quando submetida às maiores densidades arbóreas, no período avaliado, 37
meses de idade.
Palavras-chave: dependência espacial, semivariograma, densidade arbórea.
SPATIAL VARIABILITY AND GROWTH OF Canafistula (Peltophorum dubium
(Spreng.) Taub.) AS A FUNCTION OF DENSITY IN silvipastural SYSTEM AT
DIFFERENT AGES.
1.2 ABSTRACT
Geostatistics has been used as a tool in the study of spatial dependence, being important
in the interpretation of results based on the structure of natural spatial variability,
especially the interaction between attributes with plant growth. The objective of this
study was to evaluate the spatial and temporal variation of some attributes of tree
growth at different ages and densities in a silvopastoral system. Was implemented in
december 2009 at the Experimental Farm of the Federal University of Great Dourados
in Dourados, MS, an Nelder wheel with 24 spokes and 22 rings with tree component as
the canafístula (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.), 432 trees, where each tree was
considered a sampling unit were evaluated. Applied the descriptive analysis and
subsequently analyzing the spatial dependence of the data overall height of the trees,
stem diameter, canopy diameter and cylindrical volume at 13, 25 and 37 months old.
The method was suitable for geostatistics, check if there is spatial dependence in the
analysis of the experiment in systematic design "fan". In the initial stage of growth,
dendrometric variables canafístula presented with small zone of influence (scope), but
with high spatial dependence. The structures of spatial continuity were similar in the
lower tree densities. The canafistula showed higher growth, represented by
dendrometric all evaluated parameters (height, stem diameter, canopy diameter and
cylindrical volume) when subjected to higher tree densities in the study period, 37
months old.
19
Keywords: spatial dependence, semivariogram, tree density.
1.3 INTRODUÇÃO
O sistema silvipastoril (SSP) refere-se à integração de árvores, plantas
forrageiras e animais numa mesma área, de forma sequencial ou simultânea, visando
alcançar a sustentabilidade (DANIEL et al., 1999). Apesar desse tipo de consórcio ter
ganhado bastante espaço como sistema de produção e da ciência ter ampliado seus
estudos, sua alta complexidade e dinamismo ainda acarretam a necessidade de elucidar
aspectos das interações entre seus componentes.
A determinação de densidades ótimas de plantio de árvores tem implicado
em grandes áreas experimentais, motivado tanto pela necessidade de um número
suficiente de indivíduos mensuráveis, quanto pela exigência de repetições,
aleatorização, controle local e bordadura. Na ocasião da formação de um SSP, a escolha
da densidade arbórea deve levar em consideração a área útil por árvore, visando seu
máximo crescimento, mas também a manutenção das espécies que estarão associadas
(ARAUJO et al., 2011).
O planejamento da densidade das árvores desde o estabelecimento do
sistema permite que as outras plantas componentes se adaptem gradativamente aos
níveis de sombreamento oferecidos. Esta etapa prévia deve ser realizada levando-se em
consideração resultados que demonstram a alta dependência entre o crescimento em
diâmetro e altura e a densidade das plantas. Esta dependência pode ser direta ou
inversamente proporcional.
Nelder (1962) propôs um delineamento sistemático utilizado tanto na área
agrícola quanto florestal. O sistema permite testar grande número de densidades de
árvores em reduzida área experimentai, comparado com os delineamentos
convencionais.
20
Alguns inconvenientes do método como, a falta de independência dos erros
associados às unidades experimentais e a alta sensibilidade a valores perdidos, já foram
relatados. Nas ocorrências desta natureza, desde que sejam aleatórias e em pequeno
número, pode-se eliminar da análise dos dados todas as plantas vizinhas das falhas
(GOMES e DE MATTA, 1972). A mesma teoria pode ser utilizada para análise com
árvores.
Segundo Minami (1977) experimentos que ocupam grandes áreas são
estatisticamente indesejáveis e muitas vezes, tornam-se impraticáveis devido à falta de
recursos como mão-de-obra, área experimental e pela dificuldade de serem controlados.
Em estudos com árvores, com muitas repetições, a área experimental requerida seria tão
grande que certamente não conseguiria garantir a homogeneidade dentro dos blocos,
aumentando o erro experimental e consequentemente diminuindo a sensibilidade na
comparação dos efeitos dos tratamentos (ODA, 2005).
Em função das dificuldades para a condução de um experimento não
aleatorizado desta natureza, surgiu a alternativa de se modelar a dependência entre as
unidades mensuradas, por meio da geoestatística, conforme proposto por Diggle e
Ribeiro Jr. (2007). A geoestatística analisa a dependência espacial de dados
georreferenciados, aos quais é ajustado o semivariograma, representado pelo gráfico da
semivariância em função das distâncias entre observações (CARVALHO et al., 2012).
Mediante o exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a variação espacial
e temporal da altura total de árvores, diâmetro do fuste, diâmetro da copa e o volume
cilíndrico de Peltophorum dubium em função da densidade em Sistema Silvipastoril,
aos 13, 25 e 37 meses de idade.
21
1.4 MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi implantado na Fazenda Experimental da Universidade
Federal da Grande Dourados, com coordenadas geográficas 22° 13ˈ 18.54''S, longitude
54° 48ˈ 23.09''O e altitude média de 412 m, no município de Dourados-MS. O clima foi
classificado como Cwa, mesotérmico úmido, verões quentes e invernos secos, segundo
Koppen (FIETZ, 2008).
A topografia do local é plana e o solo foi caracterizado como Latossolo
Vermelho distroférrico, com teores de argila, silte e areia de 76, 2 %, 4,5 % e 19,3 %,
respectivamente. Os valores para a caracterização inicial da fertilidade do solo na
profundidade de 0-20 cm foram: MO (3,2 %), pH CaCl2 (5,7), P (8 mg dm-3); K+(0,44
cmolc dm-3); Ca2+(6,1 cmolc dm-3), Mg2+(2,6 cmolc dm-3), H+ + Al3+(2,3 cmolc dm-3), SB
(9,1 cmolc dm-3), CTC (11,39 cmolc dm-3), V% (79,2 %), conforme análise química
realizada no Laboratório de Fertilidade dos Solos da UFGD.
O preparo da área (1,33 ha) constituiu-se de gradagem profunda e
nivelamento, seguido do plantio de 528 mudas de canafístula (Peltophorum dubium
(Spreng.) Taub.), em dezembro de 2009. Cada muda recebeu 150 g do adubo 6-30-6
NPK + 1% de B + 0,5% Zn + 0,5% Cu, divididas em duas covetas com 75 g cada, a 15
cm do caule. A adubação de cobertura foi de 120 g do adubo 20-00-20 NPK, na
projeção da copa, 30 dias após a semeadura.
A disposição das árvores obedeceu ao desenho proposto por Nelder (1962)
(Figura 1), sendo as distâncias e ângulos determinados conforme as fórmulas 1, 2 e 3
abaixo (NAMKOONG, 1965):
22
(1)
(2)
(3)
onde:
An é a área da planta n em cada raio,
, constante que determina a razão de mudança no crescimento do espaçamento,
rn, distância radial para a enésima planta e r0 para a primeira planta em cada raio
, ângulo entre raios adjacentes.
Figura 1 – Esquema de Nelder para a definição de densidades de árvores de Peltophorum
dubium em consórcio com Urochloa brizantha cv. BRS Piatã.
A roda foi constituída por 22 círculos concêntricos, com distâncias a partir
do centro variando entre 19,60 m e 67,51 m e identificados de r0 a r21, observando-se
uma taxa de redução de 12,5 % na densidade das árvores. Isso resultou em acréscimo de
6,066% na distância para cada novo círculo, representando  de 1,06066. Os dois
círculos internos e externos foram considerados como bordaduras.
O ângulo  entre os raios da roda foi de 15°, resultando em 24 raios e,
consequentemente 24 mudas foram plantadas em cada um dos círculos. O raio nº 1 foi
locado na direção Norte. Este arranjo permitiu a avaliação nos arcos experimentais, de
r2 a r19 das densidades de árvores constantes no Quadro 1.
23
Quadro 1 – Densidade equivalente de árvores a cada círculo.
Distância Área por
Série Círculo radial
árvore
2
(m)
(m )
Densidade
populacional
(árvores ha1
)
rn
1
0
19,60
-
-
2
1
20,79
-
-
3
2
22,05
7,55
1324
4
3
23,39
8,50
1177
5
4
24,81
9,56
1046
6
5
26,31
10,75
930
7
6
27,91
12,10
827
8
7
29,60
13,61
735
9
8
31,40
15,31
653
10
9
33,30
17,22
581
11
10
35,32
19,37
516
12
11
37,46
21,79
459
13
12
39,73
24,51
408
14
13
42,15
27,59
362
15
14
44,70
31,03
322
16
15
47,41
34,90
286
17
16
50,29
39,27
255
18
17
53,34
44,18
226
19
18
56,58
49,71
201
20
19
60,01
55,92
179
21
20
63,65
-
-
22
21
67,51
-
-
Para obtenção das variáveis dendrométricas foram tomados, aos 6, 13, 25 e
37 meses após o plantio, em todas as árvores, a circunferência a 1,3 m de altura (C1,3), a
altura total das árvores (ALT) e o diâmetro de copa (Dc), utilizando-se fita métrica e
régua. A partir destes, foram derivados o diâmetro do fuste (D1,3 = C1,3 / pi), a área
transversal do fuste (g = pi / ( D1,32/4) e o volume cilíndrico (VC = g x ALT). Foi
utilizado o volume cilíndrico por não estar definido ainda a forma da canafístula em
SSP, impossibilitando o cálculo do volume real. Para obter Dc foram realizadas duas
24
medições perpendiculares dos diâmetros da projeção da copa. Os valores médios de
cada variável foram derivados de cada arco com o mesmo espaço de crescimento
(REDMOND; GALLAGHER; MAC SIÚRTÁIN, 2005).
Para cada variável dendrométrica estudada, foi efetuada a análise inicial por
meio da estatística descritiva. Utilizando-se o programa SigmaPlot 12.0, foram
calculadas a média, os valores mínimo e máximo, desvio padrão, coeficiente de
variação, curtose e assimetria. Em seguida, foram identificados os outliers, efetuando-se
a substituição deles pelo valor médio dos circunvizinhos. Também foi efetuada a análise
da distribuição de frequência e para testar a hipótese de normalidade dos atributos (x),
foi utilizado o teste de Shapiro e Wilk (1965) a 5% de probabilidade. Nele, a estatística
W testa a hipótese nula, a qual julga ser a amostra proveniente de uma população com
distribuição normal (x).
Também foi efetuada a análise da dependência espacial por meio da
elaboração do semivariograma, com base nas pressuposições de estacionaridade da
hipótese intrínseca, utilizando-se o pacote computacional GS+ (ROBERTSON, 1998).
O ajuste do semivariograma, em função dos seus modelos, foi efetuado pela seleção
inicial dos seguintes indicadores: a) o maior coeficiente de determinação (r2); b) a
menor soma dos quadrados dos desvios (SQD), e c) o maior avaliador da dependência
espacial (ADE). Para cada atributo foram relacionados o efeito pepita (Co), alcance (A)
e o patamar (C+C0). A análise do avaliador da dependência espacial (ADE) foi feita
conforme sugestões de Cambardella et al. (1994), modificada por Robertson (1998), a
partir da expressão:
ADE = [C/(C + C0)] . 100
onde:
ADE é o avaliador da dependência espacial; C é a variância estrutural, e
C+C0 é o patamar. A interpretação para o ADE foi a seguinte: a) ADE ≤ 25% indica
variável espacial fracamente dependente; b) 25% < ADE ≤ 75% indica dependência
mediana, e c) ADE > 75% indica forte dependência.
Os semivariogramas foram elaborados a partir deste formato de
espacialização das amostras, em duas dimensões (x e y). Os parâmetros alcance,
patamar, efeito pepita e contribuição foram analisados, buscando determinar as
distâncias nas quais as amostras encontravam-se correlacionadas e a partir de que ponto
deixava de existir a dependência espacial. A partir do conhecimento dos limites da
dependência espacial, buscou-se correlacioná-los com as variáveis dendrométricas. A
25
expectativa inicial era de que o modelo teórico para os semivariogramas experimentais
das diversas variáveis regionalizadas levantadas fosse o transitivo, ou seja, com
patamar. Inicialmente os modelos a serem testados foram o exponencial, o esférico e o
gaussiano (ISAAKS e SRIVASTAVA, 1989). A análise geoestatística foi realizada pelo
uso do Gamma Design Software 7.0 (GS+, 2004).
26
1.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Análise descritiva
Para todos os atributos da Canafístula a distribuição foi considerada normal
(Quadro 2), atendendo, portanto, uma das premissas para os estudos geoestatísticos.
Esta característica também tem sido frequentemente encontrada em trabalhos
dendrométricos com outras espécies florestais (LIMA et al., 2010; ROSA FILHO et al.,
2011), para as variáveis D1,3, Dc e ALT.
Quadro 2. Estatística descritiva de alguns atributos da canafístula (Peltophorum dubium), por
idade.
Estatísticas
Atributos(1)
Média
Máximo
Variação
Curtose
Assimetria
-0,22
0,04
Probabilidade
do teste(2)
Pr< w
DF
0,954
NO
-0,63
0,38
0,377
NO
0,12
0,509
NO
NO
Valor
Mínimo
DP
Coeficiente
ALT 13(m)
1,94
1,00
2,50
0,25
7,9
ALT25 (m)
3,77
2,75
4,25
0,31
6,2
0,35
5,2
1,31
0,19
0,247
-0,69
0,52
0,362
NO
NO
ALT37 (m)
4,09
3,00
5,00
-0,08
D1,313 (m)
0,041
0,03
0,05
0,005
8,6
D1,325 (m)
0,056
0,05
0,07
0,006
8,3
-0,28
0,06
0,366
0,41
-0,04
0,437
NO
NO
D1,337 (m)
0,065
0,05
0,08
0,007
6,3
Dc13 (m)
3,25
2,00
4,75
0,55
14,2
0,01
-0,26
0,090
-0,04
-0,02
0,988
NO
0,41
0,545
NO
NO
NO
Dc25 (m)
4,12
2,75
5,75
0,58
12,0
Dc37 (m)
4,63
3,00
6,25
0,63
11,9
0,001
21,5
-0,07
0,50
0,239
0,21
0,32
0,251
3
VC13 (m )
0,002
0,001
0,003
3
0,010
0,009
0,013
0,002
17,7
3
0,014
0,010
0,020
0,002
12,3
VC25 (m )
VC37 (m )
0,69
(1)
ALT: altura das árvores; D1,3: diâmetro do fuste a 1,3 m; Dc: diâmetro da copa e VC: volume cilíndrico, de acordo com os meses
de coleta de dados. (2)DF: distribuição de frequência, sendo NO, normal; w – teste a 5% de probabilidade.
Utilizando-se as classes de variabilidade do coeficiente de variação
estabelecidas por Pimentel-Gomes (2002), observou-se que, em todas as medições
realizadas, a ALT e o D1,3 foram classificados como de baixa variabilidade (5,2% a
8,6%), enquanto para Dc e VC os valores foram considerados de médio a alto (11,9% a
21,5%). Para o VC cilíndrico, a variabilidade alta pode ser justificada, por ser uma
medida indireta dos dados, proveniente do produto de outras duas.
Os valores de mínimo e máximo para todas as variáveis, indicaram
uniformidade dos dados, sem variação discrepante. Para todos os atributos da planta
estudados, a distribuição foi normal, indicando que os dados não apresentaram
tendência que pudesse afetar os resultados e assim a preocupação foi apenas com a
27
variância das diferenças entre os valores amostrais. Os valores de curtose e assimetria
estão próximos de zero, para todos os atributos, também indicando distribuição normal
dos dados.
Fenômenos naturais apresentam-se frequentemente com uma certa
estruturação nas variações entre vizinhos, desta forma pode-se dizer que as variações
não são aleatórias
portanto, apresentam algum grau de dependência espacial
(GUIMARÃES, 2004)
Para o ajuste dos semivariogramas, foi selecionada primeiramente a soma
dos quadrados dos resíduos (SQR) que, segundo Zimmerman e Harville (1991), é o
índice que melhor descreve o ajuste. De acordo com os padrões estabelecidos pelos
autores, foi verificado que os valores dos erros encontrados experimentalmente neste
trabalho podem ser considerados pequenos, indicando bom ajustamento da função.
Embora o coeficiente de regressão ou determinação (r2), segundo descrito
por Landim (1998), não seja um bom índice para descrever os ajustes dos
semivariogramas teóricos aos experimentais, principalmente quando é elevado o
número de dados utilizados, pode ser utilizado para conclusões em paralelo com a SQR.
Ao contrário do r2, quanto menor o valor numérico de SQR, melhor será o ajuste do
semivariograma. No Quadro 3 pode ser constatada essa diferença.
Quadro 3. Parâmetros dos semivariogramas simples ajustados para as características da
Peltophorum dubium em diferentes densidades.
Parâmetros do ajuste*
Atributos
ALT13 (m)
ALT25 (m)
ALT37 (m)
Df13 (m)
Modelo
C0
esférico
0,0179
esférico
esférico
exponencial
Df25 (m)
exponencial
Df37 (m)
exponencial
Dc13 (m)
Dc25 (m)
Dc37 (m)
3
VC13 (m )
VC25 (m3)
3
VC37 (m )
exponencial
exponencial
exponencial
exponencial
exponencial
exponencial
2,04.10
-2
3,60.10
-2
0,0000
0,0000
1,00.10
-5
0,0358
0,0416
C0 + C
A (m)
r2
SQR
0,0615
11,5
0,883
1,027.10-4
ADE
% (Classe)
75
Alta
9,4
0,869
4,04.10-4
90
Alta
0,843
-4
71
Alta
3,06.10
-11
99
Alta
1,00.10
-10
99
Alta
1,76.10
-10
93
Alta
2,31.10
-3
88
Alta
4,07.10
-3
88
Alta
9,42.10
-3
89
Alta
1,49.10
-15
99
Alta
1,07.10
-12
99
Alta
8,17.10
-13
99
Alta
1,09.10
-1
1,23.10
-1
2,00.10
-5
4,00.10
-5
5,00.10
-5
0,30760
0,34200
0,0440
0,39600
0,0000
23,9.10
-8
3,61.10
-6
4,25.10
-6
0,0000
0,0000
14,9
2,6
2,9
3,2
2,6
2,1
3,6
16,7
2,1
1,7
0,510
0,642
0,668
0,772
0,553
0,510
0,905
0,313
0,357
7,80.10
* - C0: efeito pepita;C+C0: patamar; A: alcance; r2: coeficiente de determinação; SQD: soma dos
quadrados dos desvios; ADE: avaliador da dependência espacial.
O semivariograma indica, pela análise estrutural, o comportamento espacial
da variável regionalizada. Segundo Matheron (1963), em geral esse comportamento é
28
uma função de incremento com a distância entre as amostras, visto que, quanto mais
afastadas forem as amostras, mais seus valores em média deverão ser diferentes. Esta
característica reflete bem a noção de zona de influência de uma amostra. A zona de
influência de uma variável regionalizada corresponde à distância denominada alcance
(A), a partir da qual a variância torna-se constante, e cuja medida é a amplitude
variográfica.
Segundo Vieira et al (1983), a amplitude variográfica é um importante
parâmetro, considerando que as amostras separadas por distâncias menores que o
alcance são correlacionadas com as demais, enquanto as amostras separadas por
distâncias maiores que o alcance não são correlacionadas. Desta forma, foram ajustados
modelos de semivariogramas do tipo esférico e exponencial, sendo estes os mais
facilmente encontrados nas aplicações da geoestatística. Os semivariogramas
experimentais foram calculados com 432 pares, sendo o mínimo recomendado de 30
pares.
O tamanho da zona de influência em torno de cada ponto amostral é
relacionado com o alcance (A). Toda amostra cuja distância ao ponto a ser estimado for
menor ou igual ao alcance, fornece informações sobre o ponto.
Para altura ajustou-se o modelo esférico com alcance da dependência
espacial de 11,1; 9,4 e 14,9 m, aos 13, 25 e 37 meses. Todos os semivariogramas
tiveram baixos valores do efeito pepita (C0) e patamar, além dos maiores valores de
alcance, indicando que a distribuição dos valores de altura no espaço não foi aleatória,
para os três períodos (Figura 2).
Os baixos valores do efeito pepita, indicam a alta dependência espacial entre
as árvores mais próximas, ou seja, neste trabalho, o maior crescimento das árvores em
altura ocorreram nas áreas mais adensadas.
29
Figura 2– Semivariogramas da altura (ALT) das árvores de canafístula, aos 13, 25 e 37 meses
de idade.
Para o diâmetro do fuste também ajustou-se semivariogramas de modelo
esférico, onde sua zona de influência foi de 2,6; 2,9 e 3,2 m, aos 13, 25 e 37 meses, com
efeito pepita (C0) próximo de zero, indicando alta dependência espacial dos dados. O
semivariograma esférico, indica um crescimento com patamar bem definido, onde as
árvores mais próximas tiveram menores valores de D1,3. Os baixos valores de alcance
indicam que, as mudanças nos valores do diâmetro do fuste acompanharam as
mudanças na densidade arbórea. (Figura 3).
30
Figura 3 – Semivariogramas do diâmetro do fuste (D1,3) das árvores de canafístula, aos 13, 25 e
37 meses de idade.
Semivariogramas de modelo exponencial foram ajustados aos dados de
diâmetro da copa, com alcance de 2,6; 2,1 e 3,6 m aos 13, 25 e 37 meses
respectivamente. Também com baixos valores do efeito pepita (C0) e patamar,
indicando que nas áreas mais adensadas os diâmetros de copa foram mais parecidos
(Figura 4). O menor alcance indica uma mudança nos formatos do Dc conforme mudava
a densidade.
O modelo exponencial também apresenta patamar, porém a definição é
menor se comparado ao modelo esférico, indicando que o Dc pode continuar a ser
influenciado por maiores densidades de árvores ha-1. Assim, conforme diminuía a
densidades e as árvores ficavam mais distantes entre si, os valores de Dc foram
aumentando.
31
Figura 4 - Semivariogramas do Dc (diâmetro da copa) das árvores de canafístula, aos 13, 25 e
37 meses de idade.
Para o volume cilíndrico também foram ajustados semivariogramas de
modelo exponencial, com alcance de 16,7; 2,1 e 1,7 m aos 13, 25 e 37 meses
respectivamente. O maior alcance aos 13 meses se deve a uma menor variabilidade do
volume cilíndrico, nessa idade. Entretanto aos 25 e 37 meses, a mudança nos valores do
VC era mais constante, devido ao baixo alcance, indicando influência da densidade e da
idade (Figura 5).
32
Figura 5 - Semivariogramas do VC (volume cilíndrico) das árvores de canafístula, aos 13, 25 3
37 meses de idade.
Neste trabalho, os baixos valores de efeito pepita, indicaram, uma alta
dependência entre as árvores mais próximas, entretanto com baixo alcance essa
dependência não teve grandes influências, indicando mudanças de valores entre as
densidades e as idades estudadas. O baixo alcance da dependência espacial pode ter sido
em função da alta variabilidade genética da canafístula. Esta variabilidade pode ter
como origem a condição de árvore nativa sem melhoramento genético.
Devido ao grande número densidades arbóreas testadas e considerando que
cada árvore foi uma unidade amostral, os valores mais próximos no espaço foram os
mais similares a curtas distâncias e mudavam conforme mudava a densidade arbórea,
fazendo com que a zona de influência não fosse tão abrangente.
Na presença de dependência espacial, em geral, os pontos mais próximos
foram mais semelhantes do que os mais afastados, permitindo afirmar que a
semivariância aumentou à medida que, a distância aumentava e que, mudava a
densidade de árvores, até estabilizar. Ribeiro Júnior (1995) ressalta que, nos casos de
dependência espacial, mesmo com pequeno alcance, cada observação é descrita não
apenas pelo seu valor, mas também por informação de sua posição geográfica.
33
Considerando que as observações circunvizinhas, mais próximas geograficamente
tendem a ter valores mais similares e que tal fato pode ser avaliado por medidas de
associação, a análise geoestatística determina o grau dessa associação (correlação) entre
as amostras, com base na direção e na distância entre elas. A dependência espacial
(autocorrelação espacial) faz com que os pontos de amostragem mais próximos entre si
sejam mais semelhantes do que aqueles distantes (MONTAGNA, 2001).
A análise de dependência espacial indicou correlação entre os valores
observados e os estimados, que estavam mais próximos no espaço, sendo que, para o
delineamento Nelder, as áreas mais adensadas proporcionaram uma maior
verossimilhança entre as árvores vizinhas. Tais informações ajudam na tomada de
decisão, quando se tem um grande número de dados e fatores a serem analisados.
34
1.6 CONCLUSÃO
Nas condições em que o trabalho foi desenvolvido, verificou-se:
O método geoestatísco foi adequado para verificar se houve dependência
espacial do componente arbóreo em desenho sistemático de Nelder.
Em estágio inicial de crescimento, as variáveis dendrométricas da
canafístula apresentaram-se com pequena zona de influência (alcance), todavia com alta
dependência espacial. As estruturas de continuidade espacial foram similares nas
menores densidades de árvores.
A canafístula apresentou maior crescimento, representado por todas as
variáveis dendrométricas avaliadas (altura, diâmetro de fuste, diâmetro de copa e
volume cilíndrico), quando submetida às maiores densidades arbóreas, pelo menos até
os 37 meses de idade.
35
1.7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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37
CAPÍTULO 2: CRESCIMENTO DE Peltophorum dubium (Spreng) Taub. EM
DIFERENTES DENSIDADES POPULACIONAIS.
2.1 RESUMO
A definição da melhor densidade de árvores para associação com forrageiras, requer
conhecimento sobre as características das espécies utilizadas, de forma a viabilizar essa
associação. Além da definição da densidade de árvores, há também a falta de opção para
a escolha de espécies nativas que possam compor arranjos silvipastoris. O objetivo
desse trabalho foi avaliar o crescimento da canafístula em diferentes densidades de
plantio, em um SSP com Urochloa brizantha cv. Piatã. Implantou-se em dezembro de
2009 uma roda de Nelder, com 24 raios e 22 anéis, tendo como componente arbóreo a
canafístula (Peltophorum dubium). Foram avaliadas dez unidades de plantio e aplicouse a análise de superfície de resposta dos dados de altura total das árvores, diâmetro de
fuste, diâmetro e área da copa, e volume cilíndrico, aos 13, 25 e 37 meses de idade. A
altura das árvores de canafístula apresentou relação direta com a densidade
populacional, enquanto que o diâmetro de fuste e copa, bem como área de copa e
volume cilíndrico, essa relação foi inversamente proporcional. O efeito da densidade de
árvores na redução do volume cilíndrico de indivíduos de canafístula, embora pequeno,
se dá até 1850 árvores ha-1, até a idade estudada. Considerando as relações entre as
variáveis dendrométricas, a canafístula mostra ser uma espécie que se adapta a
alterações populacionais.
Palavras-chave: canafístula, dendrometria, silvipastoril.
38
GROWTH OF Peltophorum dubium (Spreng) Taub. IN DIFFERENT
POPULATION DENSITIES.
2.2 ABSTRACT
The best definition of the density of trees for association with forage, requires
knowledge about the characteristics of the species used, in order to facilitate this
association. Besides the definition of the density of trees, there is also the lack of
options for choosing native species that compose silvipastural arrangements. The aim of
this study was to evaluate the growth of canafístula in different planting densities in an
silvipastural systems with Urochloa brizantha cv. BRS Piata. Was implemented in
December 2009, a Nelder wheel with 24 spokes and 22 rings, with the tree component
to canafístula (Peltophorum dubium). Ten units of plowing were evaluated and applied
to the analysis of the response surface data total height of trees, stem diameter, diameter
and crown area and cylindrical volume at 13, 25 and 37 months old. The height of the
trees canafístula was directly related to population density, while the diameter of bole
and crown and crown area and cylindrical volume, this ratio was inversely proportional.
The effect of the density of trees in reducing the volume of cylindrical canafístula
individuals, albeit small, occurs to 1850 trees ha-1 until the age studied. Considering the
relations between the variables dendrometric the canafístula shown to be a species that
adapts to population changes.
Keywords: canafístula, dendrometry, silvipastural.
39
2.3 INTRODUÇÃO
O Mato Grosso do Sul apresenta grande potencial de aplicação de sistemas
agroflorestais (SAF), e em especial de Sistemas silvipastoris (SSP). Há grandes áreas de
criação extensiva de gado com suas pastagens degradadas, bacias leiteiras com
problemas de forrageamento no inverno, possibilidade de aplicação de cercas vivas,
banco de proteínas e árvores de sombra (DANIEL et al., 1999).
A escolha de árvores apropriadas para o estabelecimento de Sistemas
Silvipastoris é fundamental para o sucesso desses sistemas. Melo e Zoby (2004)
apontaram algumas características desejáveis nas espécies para arborização de
pastagens, como compatibilidade ecológica com o local, ser perenifólia, apresentar
crescimento rápido, ser resistente a ventos ,propiciar alimento, fixar nitrogênio, possuir
troncos altos e copa pouco densa, de modo a possibilitar a passagem de luz, permitindo,
assim, o desenvolvimento da forrageira embaixo de sua copa. Com a utilização de
espécies florestais e herbáceas adequadas, a arborização das pastagens pode aumentar a
produção e a qualidade das forrageiras e melhorar o desempenho dos animais em ganho
de peso, lactação, sanidade e reprodução. Isso se deve, entre outros, à melhoria do
microclima oferecido aos animais domésticos e nativos e para as plantas, além da maior
ciclagem denutrientes pelas árvores, incrementando a produtividade da pecuária
extensiva de forma ambiental e econômica (BAGGIO, 1998).
Também conhecida como sobrasil e farinha-seca a canafístula (Peltophorum
dubium (Spreng) Taub.), é uma leguminosa bastante versátil que ocorre em Florestas
Estacionais Semideciduais de Goiás, Minas Gerais, São Paulo e Mato Grosso do Sul,
além das formações florestais do Complexo Atlântico. É caducifólia, podendo atingir 20
m de altura e até 90 cm de diâmetro. Tentativas de estabelecer arborização de pastagens
com canafístula, sem proteção das mudas e na presença de animais pastejando ainda não
se mostraram eficientes. Embora testes tenham demonstrado a não preferência de
bovinos para consumo desta espécie, suas plântulas não se mostraram resistentes à
concorrência com as gramíneas (DIAS e SOUTO, 2007).
Além da espécie a ser utilizada, a definição da densidade adequada de
plantio deve ser bem planejada. Menores densidades de plantio acarretam menor
produção volumétrica por hectare, porém determinam um maior volume individual,
sendo a madeira proveniente desse tipo de sistema disponível para fins mais nobres,
40
como serraria e laminação. Entretanto, em áreas mais densas, o diâmetro do material é
menor, existindo muitas árvores dominadas, contudo, nesse caso, obtém-se maior
produção de volume total, independentemente da idade de avaliação (BERGER, 2002).
Segundo Gurgel Filho (1982) e Carvalho (2003), a canafístula apresenta diferenças
significativas para a altura, em função de variações na densidade, já a partir do sexto
ano, sendo que sua altura total tende a ser maior à medida que a densidade aumenta.
Neste trabalho, objetivou-se avaliar o crescimento da canafístula em
diferentes densidades de plantio.
41
nivelamento, seguido do plantio de 528 mudas de canafístula (P.dubium), em dezembro
de 2009. Cada muda recebeu 150 g do adubo 6-30-6 NPK + 1% de B + 0,5% Zn + 0,5%
Cu, divididas em duas covetas com 75 g cada, a 15 cm do caule. A adubação de
cobertura foi de 120 g do adubo 20-00-20 NPK, na projeção da copa, 30 dias após a
semeadura.
O pasto de U. brizantha cv. BRS Piatã foi estabelecido no segundo ano após
o plantio das árvores (2011), com semeadura a lanço e 10 kg ha-1 de sementes puras
viáveis. A adubação na semeadura foi de 300 kg ha-1 de 8-20-20 NPK + Zn.
(1)
(2)
(3)
onde:
42
43
Densidade
populacional
árvore
(árvores ha2
(m)
(m )
1
)
rn
1
0
19,60
-
-
2
1
20,79
-
-
3
2
22,05
7,55
1324
4
3
23,39
8,50
1177
5
4
24,81
9,56
1046
6
5
26,31
10,75
930
7
6
27,91
12,10
827
8
7
29,60
13,61
735
9
8
31,40
15,31
653
10
9
33,30
17,22
581
11
10
35,32
19,37
516
12
11
37,46
21,79
459
13
12
39,73
24,51
408
14
13
42,15
27,59
362
15
14
44,70
31,03
322
16
15
47,41
34,90
286
17
16
50,29
39,27
255
18
17
53,34
44,18
226
19
18
56,58
49,71
201
20
19
60,01
55,92
179
21
20
63,65
-
-
22
21
67,51
-
-
Para obtenção das variáveis dendrométricas foram tomados, aos 13, 25 e 37
meses após o plantio, em todas as árvores, a circunferência a 1,3 m de altura (C1,3), a
altura total das árvores (ALT) e o diâmetro de copa (Dc), utilizando-se fita métrica e
régua graduada. A partir destes, foram derivados o diâmetro do fuste (D1,3= C1,3/pi), a
área transversal do fuste (g= pi/( D1,32/4) e o volume cilíndrico (VC= g x ALT). Foi
utilizado o volume cilíndrico por não estar definido ainda a forma da canafístula em
SSP, impossibilitando o cálculo do volume real. Para obter Dc foram realizadas duas
44
medições perpendiculares dos diâmetros da projeção da copa. Os valores médios de
cada variável foram derivados de cada arco com o mesmo espaço de crescimento
(REDMOND; GALLAGHER; MAC SIÚRTÁIN, 2005). As densidades utilizadas
foram: 1324, 1046, 827, 653, 516, 408, 322, 255, 201 e 179 árvores ha-1.
Para cada atributo estudado foi efetuada a análise de superfície de resposta,
em função da densidade e da idade, utilizando-se os programas SigmaPlot 12.0 e
Statistica®, a 5% de probabilidade.
45
A instalação do sistema silvipastoril que serviu de base para as análises que
seguem, apresentou-se como uma oportunidade para os estudos de crescimento inicial
da canafístula, independente da gramínea utilizada no consórcio. As informações
obtidas apenas para as árvores, possibilitam o emprego do conhecimento na orientação
de plantios homogêneos dessa espécie. A discussão dos resultados segue esta linha de
oportunidade.
A aplicação da análise de superfície de resposta para a altura total (ALT)
das árvores de canafístula, demonstrou relação direta entre esta variável e a densidade
de plantio, em todas as idades observadas (13, 25 e 37 meses) (Figura 2).
O crescimento em altura foi considerado bom para uma espécie nativa.
Oliveira et al. (2009) avaliando várias espécies arbóreas (Bordão-de-velho, Cedro,
Faveira, Jurema e Mogno), também nativas, em SSP aos 12 meses, encontraram valores
médios entre 1,3 e 3,5m para altura. Neste trabalho, aos 13 meses a canafístula cresceu
1,9 m.
Figura 2 – Altura total das árvores de canafístula em função da densidade de plantio e da idade.
É possível observar na Figura 2 que em qualquer uma das idades avaliadas,
mesmo na menor, houve forte influência da densidade sobre o crescimento em altura.
46
Como se pode notar também, com o aumento da idade houve redução do ponto de
estabilização da altura.
Segundo Gurgel Filho (1982) e Carvalho (2003), a canafístula apresenta
diferenças significativas para a altura em função de variações na densidade de plantio a
partir do sexto ano, sendo que sua altura total tende a ser maior à medida que a
densidade aumenta. Com base na análise de superfície de resposta, é possível afirmar
que, durante os três primeiros anos do cultivo da canafístula, em solos argilosos de
origem basáltica, de boa fertilidade, o máximo crescimento em altura pode ser obtido
com densidades entre 1.106 e 1.185 árvores ha-1, para plantios comerciais, quando
praticamente ocorreu a estabilização desta variável.
Parte do que afirmam estes autores é corroborada pelos dados deste
trabalho. No Quadro 2 encontram-se os pontos de máximas alturas estimadas em cada
idade avaliada, além da densidade a partir da qual o crescimento em altura ficou
limitado.
Quadro 2 – Densidade arbórea máxima para se obter a máxima altura total estimada de árvores
de canafístula.
Idade
(meses)
13
25
37
Densidade
(indivíduos por ha)
1.106
1.145
1.185
Máxima
altura (m)
2,18
4,00
4,33
Idades acima de 37 meses, para essas densidades, pode não ocorrer mais
incrementos na altura, sendo necessário a realização de desbastes. A influência da
densidade arbórea na altura foi observada por Silva (2007) também em árvores de
canafístula (1250 árv. ha-1 – 8,4 m; 1666 árv. ha-1 – 8,3 m e 2500 árv. ha-1 – 7,9 m) aos
24 anos de idade, porém não significativa (P > 5 %).
Além da influência da densidade e da idade, de acordo com Carvalho (2003)
a qualidade dos solos pode ser um fator que altera a altura média das árvores de
canafístula, já que esta cresce melhor naqueles bem drenados e com alta fertilidade,
geralmente de textura franco argilosa. Nesse trabalho, a análise química do solo indicou
boa fertilidade e homogeneidade em toda a área, evidenciando que este fator não
influenciou no crescimento das árvores em altura, em quaisquer densidades ou idades.
Quanto ao D1,3, aos 13 meses a média foi de 3,9 cm, o que pode ser
considerado como bom desempenho. Oliveira et al. (2009), avaliando um SSP com
47
diversas espécies arbóreas nativas aos 12 meses, observaram valores médios que
variaram entre 2,2 e 5,4cm.
É comum observar-se em plantios mais adensados há produção de árvores
mais delgadas. Os resultados desse trabalho acompanharam esta tendência, onde os
maiores valores dos diâmetros foram encontrados nas menores densidades (Figura 3).
Figura 3 – Diâmetro a 1,3 m das árvores de canafístula em função da densidade de plantio e da
idade.
Na equação do modelo de superfície de resposta incluído na Figura 3,
identifica-se o sinal positivo (+) do componente quadrático da densidade (x). Isso
indica, juntamente com a superfície desenhada na figura, que ocorreu ponto de mínimo
na densidade para qualquer idade observada e, que este ponto está localizado na direção
das maiores concentrações de indivíduos arbóreos por unidade de área.
Com o aumento da idade observou-se que as densidades arbóreas máximas
que resultaram no menor D1,3, também aumentaram (Quadro 3). Isso indica que, pelo
menos durante os três primeiros anos após o plantio, a canafístula se adapta melhor a
maiores densidades com o passar do tempo, no que se refere ao crescimento diamétrico.
Carvalho (2003) cita que, menores médias para o diâmetro estão diretamente
relacionadas com as maiores densidades.
48
Quadro 3 – Densidade arbórea máxima para se obter
estimado de árvores de canafístula.
Idade
Densidade
(meses)
13
1.179
25
1.310
37
1.442
o mínimo diâmetro a 1,3 m (D1,3)
Mínimo
(cm)
3,46
5,12
5,86
D1,3
Para plantios em regime de desbastes esta característica é vantajosa, nestes
sistemas de manejo, é preferível trabalhar com espécies que cresçam em diâmetro
mesmo em altas densidades, por um período mais longo antes do primeiro corte parcial.
É possível, nesse caso, planejar as atividades do primeiro desbaste com maior
flexibilidade, além de resultar na colheita de mais material com maiores diâmetros do
que nas espécies que não possuem essa adaptação.
Para o Dc também foi registrado o efeito da densidade e da idade em seu
incremento (Figura 4). Os maiores valores ocorreram nos espaçamentos mais largos e
com o aumento da idade, apresentando comportamento semelhante ao D1,3. Esta
semelhança é resultado da correlação entre estas duas variáveis dendrométricas que, em
geral é considerada forte para muitas espécies nativas brasileiras (SANQUETTA et al.,
2011).
Figura 4 – Diâmetro da copa das árvores de canafístula em função da densidade de plantio e da
idade.
49
A partir da função da superfície de resposta, foram calculados os pontos de
mínimos diâmetros de copa em cada idade avaliada, obtendo-se, assim, as densidades
máximas limitantes ao desenvolvimento diamétrico das copas de canafístula (Quadro 4).
Quadro 4 – Densidade arbórea máxima para se obter o mínimo diâmetro de copa estimado das
árvores de canafístula.
Idade
Densidade
Mínimo diâmetro
(meses)
de copa (m)
13
1.655
2,69
25
1.615
3,62
37
1.576
4,18
Pode-se notar que as densidades limitantes estimadas ocorreram além do
extremo das densidades avaliadas, que foi de 1.324 indivíduos por ha. Isso significa que
a canafístula, em plantios homogêneos, é capaz de suportar altas densidades nos três
primeiros anos, com valores próximos aos tradicionalmente utilizados na maioria dos
plantios florestais brasileiros com Eucalyptus spp., que é de 1667 árvores ha-1. Por outro
lado, nesta condição, seu diâmetro de copa estaria limitado a 4,18 m.
Todavia, em densidade de plantio abaixo de 1.576 árvores ha-1, nos três
primeiros anos, a canafístula pode desenvolver copas com diâmetros acima de 4,18 m,
que é o valor mínimo estimado para a população nessa idade. A decisão de trabalhar
com pontos de mínimo, é que valores a partir dele diminuem mais ainda, ou se
estabiliza, o que não seria vantajoso.
O diâmetro de copa (Dc) apresentou bom desempenho, com valores médios
de 3,25; 4,12 e 4,63m aos 13, 25 e 37 meses, diferente de outras espécies de rápido
crescimento como o eucalipto. Araujo et al. (2011), avaliando E. urophylla em SSP, sob
diferentes espaçamentos (3x2, 6x4 e 10x4 m) em função da idade (12,18 e 24 meses),
observaram que o Dc não foi responsivo à variação da área útil, até os 24 meses.
Na continuidade das avaliações da copa, foi calculada a área (Ac) ocupada
por ela. Como Ac é deduzida do Dc, o comportamento de ambas as variáveis foi
similar, resultando em menores valores para as maiores densidades (Figura 5). Isso se
deve ao fato de que as árvores, em ambiente de maior competição por espaço, crescem
mais em altura, tendo a área de sua copa diminuída.
50
Figura 5 – Área da copa das árvores de canafístula em função da densidade de plantio e da
idade.
As copas das árvores são fortemente influenciadas pela densidade arbórea e,
como a massa foliar é um dos principais fatores que determina o crescimento do câmbio
das plantas lenhosas, a sua dimensão determina o crescimento do fuste (SPIECKER,
1981). A área de copa (Ac), nesse trabalho, representa a dimensão das copas de
canafístula.
O Quadro 5 é o resumo da superfície de resposta analisada, onde se observa
que, até os 37 meses, com o aumento da idade a densidade necessária para atingir
maiores Ac estimadas também cresceu. Isso implica em que, nessa idade, para serem
obtidos indivíduos com Ac maiores do que 13,24 m2, é necessário que se trabalhe com
densidade arbórea com menos de 1.565 indivíduos por ha. Esses são os parâmetros
numéricos que podem determinar o melhor crescimento do fuste de canafístula, se esse
for o objetivo do manejo, já que as copas são os motores do crescimento.
Quadro 5 – Densidade arbórea máxima para se obter a mínima área de copa estimada das
Idade
Densidade
Mínima área de
(meses)
copa (m2)
13
25
37
1.372
1.468
1.565
5,91
10,49
13,24
51
Como não foram desenvolvidos estudos conclusivos sobre a forma da
canafístula nas condições desse trabalho, optou-se por avaliar o volume cilíndrico (VC)
das árvores, em lugar do volume real estimado, como é comum nos trabalhos da área
florestal.
Analisando a superfície de resposta (Figura 6), observa-se que os melhores
valores de VC foram encontrados em baixas densidades e apenas próximo aos 37 meses
de idade.
Figura 6 – Volume cilíndrico por árvore de canafístula em função da densidade de plantio e da
idade.
Até os três anos, as árvores de canafístula não sofreram a interferência da
densidade, crescendo livremente em volume, sem competição. A superfície de resposta
indica também que o crescimento de VC ainda está em franca elevação, já que as curvas
desta variável, em quaisquer densidades demonstram estarem muito distantes da
estabilização.
Parte desse comportamento já era esperado, em vista que o volume do fuste
é fortemente e diretamente influenciado pelo tamanho das copas nessas condições,
como pode ser observado na área de copa, ilustrada na Figura 4.
A confirmação de que a idade de estabilização do crescimento volumétrico
está distante da máxima idade tomada neste trabalho (37 meses) pode ser avaliada no
Quadro 6. Para atingir o mínimo VC, a densidade estimada é de 3.138 árvores ha -1, no
final do terceiro ano. Esta densidade está muito acima do limite utilizado para a
52
superfície de resposta que foi de 1.324 árvores ha-1, indicando a pouca influência do
espaçamento entre plantas sobre a produção volumétrica da canafístula, até os 37 meses.
Quadro 6 – Densidade arbórea máxima para se obter o mínimo volume cilíndrico estimado de
Idade
Densidade
Mínimo volume
(meses)
cilíndrico (m3)
13
25
37
1.070
2.104
3.138
0,0016
0,0072
0,0088
O volume é, em geral, a variável de maior interesse na comercialização de
produtos florestais. Com base na superfície de resposta, foram estimadas as idades nas
quais é possível atingir o VC máximo estimado em diversas densidades (Quadro 7).
Quadro 7 – Estimativas para as idades nas quais é possível alcançar os máximos volumes
cilíndricos estimados para canafístula.
Densidade (árvores ha-1)
50
250
Idade (meses) 50
49
Volume
cilíndrico
0,0160 0,0150
estimado (m3
por árvore)
450
650
850
1050
1250
1450
1667
1850
2050
2222
48
47
46
45
44
43
42
41
40
40
0,0142 0,0134 0,0126 0,0120 0,0114 0,0108
0,0103 0,0099 0,0096
0,0096
Propositalmente foram inseridos nas estimativas duas densidades comuns
nos plantios florestais (1.667: 3 m x2 m e 2.222: 3 m x1,5 m). Verificou-se que, apesar
da diferença de 555 indivíduos desses dois arranjos, foram necessários apenas dois
meses para que alcançassem os volumes máximos.
Essa diferença é insignificante, resultando na hipótese de que os maiores
volumes individuais da canafístula ocorrem nas densidades com menos de 1850
indivíduos por hectare e acima de 40 meses de idade. A densidade convencional mais
utilizada para outras espécies florestais, como eucalipto e pinus, com população de 1667
indivíduos por hectare, é também adequada à canafístula.
Estes resultados indicam também que, exceto para a altura, as outras
variáveis avaliadas apresentaram crescimento com a redução da população de árvores.
Esse comportamento torna a canafístula uma espécie adequada a diversos arranjos na
composição de sistemas agroflorestais, especialmente o silvipastoril, se for considerados
apenas parâmetros dendrométricos.
53
A grande variação populacional aceitável para esta espécie, acompanhada de
bom crescimento individual, possibilita seu consórcio, em menores densidades, com
inúmeros outros componentes, restando apenas definir para estes, o grau de tolerância
ao sombreamento e de concorrência por água, luz e nutrientes.
54
2.6 CONCLUSÃO
A altura das árvores de canafístula apresentou relação direta com a densidade
populacional, enquanto que, para os diâmetros de fuste e copa, área de copa e o volume
cilíndrico, essa relação foi inversamente proporcional.
O efeito da densidade de árvores na redução do volume cilíndrico de indivíduos
de canafístula se dá até 1850 árvores ha-1, pelo menos até os 37 meses de idade.
Considerando as relações entre as variáveis dendrométricas, a canafístula mostra
ser uma espécie que se adapta a alterações populacionais.
55
2.7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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57
CAPÍTULO 3: SISTEMA SILVIPASTORIL COM CANAFÍSTULA (Peltophorum
dubium (Spreng) Taubet): INTERAÇÕES COM O MICROCLIMA, A
PRODUÇÃO E O VALOR NUTRITIVO DA FORRAGEM.
3.1 RESUMO
A escolha de arranjos florestais para associação com pastagens requer conhecimento
sobre as características das espécies utilizadas, de forma a viabilizar essa associação.
Neste estudo, o objetivo foi avaliar a influência da densidade de árvores de canafístula
(Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) sobre o microclima, a produção e o valor
nutritivo da forragem. Implantou-se em dezembro de 2009, uma roda de Nelder com 24
raios e 22 anéis, tendo como componente arbóreo a canafístula. Após 15 meses, em
março de 2011, semeou-se o capim-piatã (Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich.) R.
D. Webster cv. BRS Piatã) e amostras de forragem foram coletadas nas águas (janeiro
de 2012 e 2013) e na seca (julho de 2012 e 2013), nas densidades de 1324, 1046, 827,
653, 516, 408, 322, 255, 201 e 179 árvores ha-1. Avaliaram-se as variáveis
microclimáticas através da radiação fotossintéticamente ativa, temperatura e umidade
relativa do ar; o acúmulo de biomassa seca e o valor nutricional da forragem através da
massa seca total, massa seca do colmo, massa seca da lâmina foliar, percentual de
proteína bruta e digestibilidade in vitro da matéria orgânica, da porção das folhas do
capim. Em relação ao microclima, não houve grandes variações entre as densidades, o
que pode ter sido favorável ao crescimento do capim-piatã. O acúmulo de biomassa em
geral, não foi comprometido pelo aumento da densidade arbórea, em nenhum dos dois
períodos avaliados, águas e seca. O valor nutricional do capim-piatã foi influenciado
positivamente pela maior densidade arbórea. Durante a fase inicial de crescimento da
canafístula, compreendido até a idade de 37 meses, a densidade de 1000 árvores ha-1 foi
considerada ideal para o crescimento e valor nutritivo do capim-piatã.
Palavras-chave: densidade, crescimento e integração.
58
SILVIPASTURAL SYSTEM WITH CANAFISTULA (Peltophorum dubium
(Spreng) Taubet): INTERACTIONS OF THE TUNNEL, THE PRODUCTION
AND NUTRITIONAL VALUE OG FORAGE.
3.2 ABSTRACT
The choice of forest arrangements for association with pastures requires knowledge
about the characteristics of the species used, in order to facilitate this association. In this
study, we evaluated the influence of the density of trees canafistula (Peltophorum
dubium (Spreng.) Taub.) on microclimate, production and nutritive value of the forage.
Was implemented in december 2009, a Nelder wheel with 24 spokes and 22 rings, with
the tree component to canafistula. After 15 months in march 2011, the seeded grass
(Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich.) R. D. Webster cv. BRS Piatã) and forage
samples were collected in waters (january 2012 and 2013) and dry (july 2012 and 2013)
at densities of 1324, 1046, 827 , 653, 516, 408, 322, 255, 201 and 179 trees per hectare.
We evaluated the microclimatic variables through the photosynthetic active radiation,
temperature and relative humidity; the dry biomass and nutritional value of the forage
by total dry mass, dry mass of stem, leaf blade dry mass, percentage of crude protein
and in vitro digestibility of organic matter, the portion of the leaves of grass. In relation
to microclimate, there were no major variations between the densities, which may have
been favorable to the growth of grass. The accumulation of biomass in general, was not
compromised by increases in tree density in any of the two periods, water and dried.
The nutritional value of grass was positively influenced by higher tree density. During
the initial growth phase of canafistula, understood until the age of 37 months, the
density of 1.000 trees per hectare was considered ideal for the growth and nutritive
value of grass.
Keywords: density, growth and integration.
59
3.3 INTRODUÇÃO
Em Sistemas silvipastoris (SSP), cujos arranjos espaciais envolvem a
disposição das árvores em linhas ou em renques com mais de uma linha, é possível
supor que haja influência das árvores sobre o pasto. O conhecimento desse efeito é
importante no planejamento da atividade, no que se refere aos espaçamentos entre
faixas de árvores, a fim de se obter o máximo benefício da inclusão de espécies arbóreas
em pastagens de gramíneas (DIAS et al., 2007; PACIULLO et al., 2011).
Com o crescimento das árvores em SSP, há uma diminuição progressiva da
luminosidade disponível no sub-bosque que pode influenciar e comprometer o acúmulo
de forragem (CASTRO et al., 1999; GUENNI et al., 2008; PACIULLO et al., 2011).
Sob sombreamento moderado, algumas gramíneas podem manter sua produção de modo
semelhante à do cultivo a sol pleno, ou aumentá-la, ou reduzi-la pouco (PACIULLO et
al., 2008; SOUSA et al., 2010). Esse comportamento caracteriza a tolerância ao
sombreamento (KIRCHNER et al., 2010).
O valor nutritivo do pasto também é influenciado pela presença de árvores
em SSP, principalmente, em razão de adaptações morfofisiológicas. Sob sombreamento
moderado, aumentos no teor de nitrogênio na folha podem resultar em melhorias do teor
proteico da forragem (PACIULLO et al., 2007).
Castro et al. (1999) citam a necessidade de maiores informações sobre o
comportamento das principais forrageiras tropicais como as do gênero Urochloa que,
sob luminosidade reduzida, têm sua composição química e digestibilidade afetadas.
O capim-piatã (Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich.) R. D. Webster cv.
BRS Piatã) é uma nova cultivar de braquiária, lançada pela Embrapa em 2007, como
mais uma alternativa para a diversiﬁcação das pastagens no Brasil. Trata-se de uma
cultivar lançada após 16 anos de avaliações pela Empresa Brasileira de Pesquisa
Agropecuária (EMBRAPA) e parceiros, em estudos realizados em diversas regiões do
País (VALLE et al., 2007). Isso demanda maior geração de informações de pesquisas
sobre produção, manejo e qualidade (LUPATINI, 2010).
Esta cultivar (Syn. Brachiaria brizantha) apresenta boa adaptação aos solos do
Cerrado de média fertilidade, boa resposta à adubação, tolerância a fungos foliares e de
raízes, florescimento precoce e, nos meses de janeiro e fevereiro, produz de 150 a 450
60
kg ha‑1 de sementes puras. Os ganhos de peso por animal e por área são maiores do que
aqueles obtidos em pasto de U. brizantha cv Marandu, tendo-se observado, em média,
610 e 560 g por dia e 705 e 660 kg ha‑1 de peso corporal (PC) por ano, para os capins
piatã e marandu, respectivamente (EUCLIDES et al., 2008).
A cultivar BRS Piatã é uma excelente alternativa para consórcio com árvores,
tornando essenciais trabalhos que avaliem seu comportamento em sistemas silvipastoris
no Centro Oeste Brasileiro. Essa cultivar é de fácil estabelecimento, alta produtividade,
principalmente de folhas no período seco do ano, alta taxa de acúmulo e crescimento de
forragem sob pastejo e boa qualidade forrageira (VALLE et al., 2011).
A escolha de arranjos florestais para associação com forrageiras requer
conhecimentos sobre as características das espécies utilizadas, de forma a viabilizar essa
associação. Neste estudo, o objetivo foi avaliar a influência da densidade de árvores de
canafístula sobre o microclima, a biomassa e o valor nutritivo do pasto de braquiária.
61
nivelamento, seguido do plantio de 528 mudas de canafístula (P.dubium), em dezembro
de 2009. Cada muda recebeu 150 g do adubo 6-30-6 NPK + 1% de B + 0,5% Zn + 0,5%
Cu, divididas em duas covetas com 75 g cada, a 15 cm do caule. A adubação de
cobertura foi de 120 g do adubo 20-00-20 NPK, na projeção da copa, 30 dias após a
semeadura.
O pasto de U. brizantha cv. BRS Piatã foi estabelecido no segundo ano após
o plantio das árvores (2011), com semeadura a lanço e 10 kg ha-1 de sementes puras
viáveis. A adubação na semeadura foi de 300 kg ha-1 de 8-20-20 NPK + Zn.
(1)
(2)
(3)
onde:
62
63
árvore
2
(m)
(m )
Densidade
populacional
(árvores ha1
)
rn
1
0
19,60
-
-
2
1
20,79
-
-
3
2
22,05
7,55
1324
4
3
23,39
8,50
1177
5
4
24,81
9,56
1046
6
5
26,31
10,75
930
7
6
27,91
12,10
827
8
7
29,60
13,61
735
9
8
31,40
15,31
653
10
9
33,30
17,22
581
11
10
35,32
19,37
516
12
11
37,46
21,79
459
13
12
39,73
24,51
408
14
13
42,15
27,59
362
15
14
44,70
31,03
322
16
15
47,41
34,90
286
17
16
50,29
39,27
255
18
17
53,34
44,18
226
19
18
56,58
49,71
201
20
19
60,01
55,92
179
21
20
63,65
-
-
22
21
67,51
-
-
Foram contemplados seis raios em cada quadrante, raios 1, 3, 11, 13, 15 e
23 no sentido N-S (norte-sul) e raios 5, 7, 9, 17, 19 e 21 no sentido L-O (leste-oeste).
Dentro de cada raio o ponto inicial foi locado a 22,05 m do centro, tendo sido os outros
distribuídos a 24,81; 27,91; 31,40; 35,32; 39,73; 44,70; 50,29; 56,58 e 60,01m.
As amostragens de forragem foram realizadas em 10 pontos alinhados do
centro da roda ao ponto mediano do arco externo, repetidos alternadamente 12 vezes,
totalizando 120 amostras. As coletas das amostras de forragem foram realizadas nos
64
períodos de seca (julho) e nas águas (janeiro) de 2012 e 2013, com auxílio de um
quadro delimitador de 0,25 m2, onde foi medida a altura (ALT) do dossel e em seguida
foi efetuado o corte a 5 cm do solo. Após cada coleta a área era roçada mecanicamente a
5 cm de altura, visando a homogeneização da área
As amostras foram separadas em lâmina foliar, colmo com a bainha foliar e
material senescente que, por sua vez, foram embalados em sacos de papel abertos e
levados à secagem em estufa de circulação forçada de ar à temperatura de 55°C por 48h.
Em seguida tomou-se o peso da massa seca dos componentes, que somadas resultaram
na massa seca total da planta.
Para avaliar o acúmulo de biomassa considerou-se a produção (kg ha-1) de
massa seca total (MST), de colmos (MSC) e de folhas (MSLF). Depois de secas e
pesadas, as lâminas foliares foram processadas em moinho tipo “Willey“ com peneira
de 1 mm e levadas ao Laboratório de Bromatologia da Embrapa Gado de Corte (Campo
Grande, MS), onde foram analisadas por espectroscopia de reflectância do
infravermelho proximal (NIRS), de acordo com os procedimentos de Marten et al.
(1985). Foram obtidos os teores de proteína bruta (PB), e digestibilidade in vitro da
matéria orgânica (DIVMO) da porção das folhas do capim.
As variáveis microclimáticas também foram tomadas nas épocas de águas e
seca, em alinhamento central entre os dois raios formadores do arco mediano de cada
quadrante. Os pontos amostrais foram locados em cinco densidades de árvores, tendo a
sido a primeira 22,05m a partir do centro da roda e as outras a 27,91; 35,32; 44,70 e
56,58m. As medidas foram tomadas de uma hora antes do meio-dia solar verdadeiro até
uma hora depois, em dias com poucas nuvens, nos mesmos locais de coleta do
componente forrageiro.
Para a estimativa das variáveis microclimáticas a medição da Radiação
Fotossintéticamente Ativa - RFA (µmol m-2 s-1), da umidade relativa - UR (%) e
temperatura ambiente - T (°C) foram medidas utilizando-se um data logger LI 1400. O
aparelho foi posicionado à altura de 1,3 m e, após calibrado e estabilizado, as medições
foram tomadas durante 60 segundos em cada ponto de amostragem.
Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e análise de
regressão, a 5 % de probabilidade por meio de rotinas computacionais nos programas
Sisvar, SigmaPlot 12.0 e Statistica.
65
a) Orientação de plantio
Processados os dados das variáveis microclimáticas e da forragem, não foi
detectada diferença significativa entre os quadrantes nos sentidos Leste-Oeste (L-O) e
Norte-Sul (N-S), para RFA, T, UR, ALT, MSC, MSLF, MST, PB e DIVMO do capimpiatã, indicando que a orientação solar não influenciou nos resultados dessas variáveis.
Para a análise estatística desses dados, foi utilizada a média dos pontos dos raios 5, 7, 9,
17, 19 e 21 no sentido L-O e dos raios 1, 3, 11, 13, 15 e 23 no sentido N-S.
A energia radiante depende da posição do sol e a radiação solar controla
muitos processos do desenvolvimento vegetal, agindo como um sinal para a
germinação, o crescimento direcionado e a forma externa da planta (LARCHER, 2000).
Na literatura referente aos SSP encontram-se descrições de amostragens do acúmulo de
forrageiras em sistemas já implantados na orientação L-O, porém, poucos são os
trabalhos comparando os dois sentidos de orientação solar (CARVALHO et al., 2002;
VENTURIN et al., 2010).
Embora para outra cultivar de capim, resultados semelhantes foram obtidos
por Rakocevic e Ribaski (2003), onde os autores não encontraram diferença no acúmulo
de massa seca produzida por U. brizantha cv. Marandu arborizada com eucalipto, na
posição entre renques orientados nos sentidos L-O e N-S.
b) Efeito das estações de coleta de dados
Para as variáveis microclimáticas, acúmulo de biomassa e valores nutritivos
da forragem, não houve diferença significativa entre as duas estações, chuvas (2012 e
2013) e seca (2012 e 2013), que correspondem a 11, 17, 23 e 29 meses após a
semeadura do capim-piatã. Todavia entre as estações, chuvas/seca, houve diferença
significativa, desta forma, optou-se por trabalhar com as médias. As diferenças entre as
estações das chuvas e seca estão representadas graficamente, nas interações com as
densidades de árvores ha-1, para todas as variáveis microclimáticas e da forragem.
66
c) Variáveis microclimáticas
A RFA foi pouco influenciada pelas densidades de árvores e pelas estações
climáticas, com valores médios de 962, 964, 992, 1012 e 1025 µmol s-1 m-2 nas chuvas e
de 931, 935, 945, 956 e 968 µmol s-1 m-2na seca, para as respectivas densidades de
1046, 653, 408, 255 179 árvores ha-1 (Figura 2). Os menores valores de RFA,
observados nas maiores densidades, indicam uma situação bem conhecida em pastagens
arborizadas, onde a entrada de luz no dossel é reduzida devido à presença de árvores.
Entretanto, a diferença entre os valores foi considerada pequena, entre as densidades nas
estações das chuvas e seca, sendo 5,5 e 4 % respectivamente, e 4,5 % entre as estações.
1060
Águas
y = 970,3705*x/(-11,4918+x) R2 = 0,98
Secas
1040
1020
-1
-2
RFA ( mol de Fóton s m )
y = 937,7873*x/(-7,2496+x) R2 = 0,99
1000
980
960
940
920
0
200
400
600
800
1000
1200
-1
Densidade (árvores ha )
Figura 2- Índices de Radiação Fotossintéticamente Ativa (RFA) conforme as densidades de
árvores de canafístula na época das águas e seca, em Dourados, MS.
A RFA influencia na taxa de crescimento vegetal, taxa fotossintética e
condutância estomatal por ser a radiação que excita as moléculas de clorofila das
plantas, iniciando o fluxo de energia durante o processo de fotossíntese. Considera-se
que, em plantas sadias adequadamente supridas de água e nutrientes, a fotossíntese
líquida e a produção de fitomassa sejam proporcionais à quantidade de RFA absorvida
pelo dossel (MONTEITH, 1977).
67
A maioria dos processos biológicos das plantas que são influenciados pela
luz, ocorre na faixa de 400 a 700 µmol s-1 m-2, portanto, a principal fonte de energia
para a fotossíntese é encontrada neste intervalo. Limitações na interceptação da RFA
causadas pela maior densidade arbórea podem influenciar o desenvolvimento das
plantas (LARCHER, 2000). No entanto, tratando-se de SSP o componente a ser mais
afetado pela limitação de RFA é a forrageira, e a baixa radiação poderia prejudicar seu
crescimento, refletindo em alterações morfofisiológicas para adaptação a condição de
falta de luminosidade.
As médias de RFA encontradas em todas as densidades, nas duas épocas,
ficaram acima do mínimo aceitável para as gramíneas tropicais da espécie U. brizantha
cv. BRS Piatã, indicando que aos 37 meses de idade da canafístula e época da última
coleta de forragem, as densidades populacionais das árvores não influenciaram na
qualidade da luz que chegou ao sub-bosque
A determinação da RFA no sub-bosque de um SSP é de grande importância,
por ser este um fator determinante no potencial de produção das forrageiras que crescem
nessas condições. Silva Júnior et al. (2010), avaliando a influência da RFA no
crescimento e desenvolvimento de seis forrageiras, dentre elas a U. brizantha,
concluíram que existe uma relação direta entre a RFA e o acúmulo das forragens
estudadas. Em um SSP com U. brizantha e Grevillea robusta A. Cunn., o maior
acúmulo de massa seca da gramínea foi sob a copa das árvores, onde a RFA foi menor
(SILVA et al., 1999).
Entretanto, Silva et al. (1998), estudando o efeito de duas densidades
arbóreas de eucalipto (1.666 e 833 árvores ha-1) em um SSP, verificaram que nas
maiores densidades houve queda acentuada da transmissão de luz ao sub-bosque aos 10
meses de idade da floresta, diminuindo o crescimento das forrageiras.
A curva de regressão indica que, nas áreas a partir 800 árvores ha-1, não
houve efeito decrescente sobre a temperatura do ar, com estabilização dos valores em
torno de 26 ºC no período das águas e 15,7 ºC na seca. A variação de 10 %, entre as
densidades estudadas, não foi suficiente para influenciar na produção de forragem, para
ambos os períodos.
Levando-se em consideração a redução de extremos
microclimáticos, na implantação de um SSP com canafístula pode-se optar por esta
densidade ou acima dela, onde ocorreu a estabilização da temperatura do ar (Figura 3).
68
30
28
o
Temperatura do ar ( C)
26
24
Águas
2
y = 25,3898*x/(-20,9022+x) R = 0,97
Secas
2
y = 15,3658*x/(-24,6924+x) R = 0,99
22
20
18
16
14
0
200
400
600
800
1000
1200
-1
Figura 3- Temperatura do ar conforme as densidades de árvores de canafístula na época das
águas e seca, em Dourados, MS.
As oscilações da temperatura ambiental afetam a taxa de fotossíntese
líquida, a taxa de aparecimento de lâminas foliares e a produção de matéria seca dos
pastos (PORFÍRIO da SILVA, 1998). Pedro Jr. et al. (1990), avaliando 32 forrageiras
tropicais (C4), dentre elas U. brizantha, concluíram que para temperatura do ar de 10ºC
o acúmulo de massa seca das espécies estudadas foi quase nula.
As forrageiras de clima tropical e subtropical distinguem-se das forrageiras
temperadas por apresentarem ponto de saturação de luz mais alto, ponto de
compensação de CO2 mais baixo, ausência de fotorrespiração aparente e fotossíntese
máxima a temperaturas entre 30-35 oC e mínima à temperatura de 15 oC (GOMIDE,
1994).
Segundo Silva (2009), em relação ao efeito sobre as gramíneas de clima
tropical, sob condição de temperatura média anual de verão superior a 24 ºC e na seca
acima de 15 ºC, características das regiões tropicais e subtropicais, o fator temperatura
deixa de ser um limitante. Neste trabalho, em todas as densidades de árvores de
canafístula e nas duas estações climáticas (águas e seca) do ano, os valores ficaram
compreendidos entre o mínimo e o máximo aceitável para o pleno desenvolvimento da
gramínea, indicando uma contribuição positiva das árvores na manutenção do
microclima local.
69
Nas áreas mais adensadas, foram observados os maiores valores de UR, com
uma pequena variação de 2 %, em comparação com as áreas menos adensadas (Figura
4). Umidades relativas mais altas proporcionam menor perda de água para o ambiente
em dias com temperaturas elevadas.
78
76
74
Águas
UR (%)
72
y = 76,7617*x/(4,2237+x) R2 = 0,99
Secas
70
y = 65,0294*x/(4,8217+x) R2 = 0,93
68
66
64
62
0
200
400
600
800
1000
1200
-1
Figura 4- Umidade relativa do ar (UR) conforme as densidades de árvores de canafístula na
época das águas e seca, em Dourados, MS.
O aumento na UR pode ocasionar menor taxa de transpiração por unidade
de carbono assimilado pela planta. O ar nos espaços intercelulares dos tecidos das
lâminas foliares, estão sempre próximos da saturação, mesmo em plantas com estresse
hídrico. Portanto a direção da força para a transpiração depende predominantemente da
temperatura e da umidade do ar externo à folha (GREGORY, 1995). Maiores
populações de árvores resultaram em maior umidade para as áreas sob influência desse
componente, em comparação com as áreas mais abertas. De acordo com Brenner (1996)
um leve aumento na umidade do ar pode provocar incrementos na condutância
estomatal e, portanto, na taxa de transpiração da planta.
70
d) Atributos quantitativos da forrageira: Altura, Matéria Seca Total (MST),
Matéria Seca do Colmo (MSC), Matéria Seca da Lâmina Foliar (MSLF).
d.1) Altura
No período experimental ocorreram boas condições de temperatura e
luminosidade, favorecendo o desenvolvimento da forrageira, por meio da aceleração do
processo fisiológico de crescimento, com destacada diferença entre as épocas (águas e
seca) e as densidades populacionais (Figura 5).
55
50
Altura (m)
45
40
Água
Seca
35
y = 13,99 * x0,1814 R2 = 0,99
y = 9,73 * x0,1594 R2 = 0,98
30
25
20
15
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Densidade (árvore ha )
-1
Figura 5 – Altura do dossel do capim-piatã em função das densidades populacionais de
canafístula na época das águas e seca, em Dourados, MS.
Houve um incremento na altura da forrageira, de 30 % nas águas e de 50 %
na seca, até a densidade aproximada de 1000 árvores ha-1. A partir dessa densidade,
pode-se observar no gráfico, que os valores estabilizaram aos 29 meses de idade, época
da última coleta de dados.
O estiolamento de plantas submetidas ao sombreamento é um mecanismo
pelo qual a planta cresce em direção a luz pela elevação de suas folhas no dossel. Em
gramíneas, este comportamento permite melhor distribuição da radiação ao longo do
71
perfil do dossel por meio do alongamento de colmos, sob boas condições nutricionais
(MELLO e PEDREIRA, 2004; GOMIDE et al., 2007).
Segundo Parmejiani (2012), quando submetidas à sombra moderada, o
desenvolvimento de gramíneas tolerantes pode ser maior do que a pleno sol, graças à
radiação difusa, que tem sua eficiência de uso maior do que a de radiação direta.
d.2) Massa seca total (MST)
O acúmulo de MST do capim-piatã apresentou resposta quadrática em
função da densidade de árvores de canafístula (Figura 6). O efeito da menor
luminosidade, menor temperatura e maior umidade relativa, nas áreas mais adensadas,
pode ter atenuado a evapotranspiração, o que justifica o acúmulo de biomassa seca
nesses locais. Entretanto, nota-se clara estabilização da produção de MST,
aproximadamente acima de 1000 árvores ha-1.
14000
-1
Matéria seca total (kg ha )
12000
10000
Água
y = 8810,4 + 5,1725 x - 0,0021 x2 R2 = 0,99
Seca
y = 3083,6 + 1,8104 x - 0,0008 x2 R2 = 0,99
8000
6000
4000
2000
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
-1
Figura 6 – Acúmulo de massa seca total do capim-piatã em função das densidades
populacionais de canafístula na época das águas e seca, em Dourados, MS.
Nessa condição a produção de MST foi de 11.900 e 4.100 kg ha-1, para as
épocas das águas e seca, respectivamente. A contribuição das maiores densidades
populacionais das árvores para o SSP foi positiva, pois houve um incremento de
72
aproximadamente 20 % nas águas e 7 % na seca, quando comparado a menor densidade
estudada, considerando a idade de 37 meses do sistema.
O menor acúmulo de biomassa na época seca deveu-se principalmente, aos
baixos índices pluviométricos no período de coleta, que foi final do mês de julho e
Precipitação (mm)
início de agosto (Figura 7).
350,0
300,0
250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
mês/ano
Figura 7 – Médias acumuladas de precipitação pluvial no Município de Dourados-MS, de
janeiro de 2012 a dezembro de 2013.
O maior acúmulo de MST durante a época das águas já era esperada,
Euclides et al. (2008) encontraram maiores acúmulos de biomassa seca da forragem do
capim-piatã nessa estação. Segundo estes autores, as gramíneas do gênero Urochloa
chegam a acumular de 77 a 90% da produção total de matéria seca nas águas em relação
a época seca.
Coelho (2011) e Behling Neto (2012), avaliando o capim-piatã em sistema
silvipastoril com 224 e 357 árvores de eucalipto por hectare, no Mato Grosso do Sul,
concluíram que apenas a maior densidade foi responsável pela redução no acúmulo de
biomassa deste capim, tanto na época das águas quanto na seca, em condição de pastejo
contínuo.
Em SSP implantado com a gramínea Urochloa decumbens cv. Basilisk e
com as leguminosas arbóreas Acacia mangium, A. angustissima e Mimosa artemisiana,e
a arbustiva Leucaena leucocephalax L. diversifolia, além do Eucalyptus grandis,
Paciullo et al. (2007) verificaram que a densidade de 330 árvores ha-1 (65% de sombra)
reduziu os valores de massa de forragem, densidade de perfilhos e índice de área foliar
da forrageira. Por outro lado, 110 árvores ha-1 (35% de sombra) não foram suficientes
para modificar essas variáveis, em relação ao cultivo a sol pleno. Ainda segundo esses
73
autores, a maior densidade de árvores possibilitou o aumento dos teores de proteína
bruta (PB) e a redução dos teores de FDN, bem como o incremento da digestibilidade in
vitro da matéria seca de U. decumbens cultivada no sub-bosque.
d.3) Massa seca de colmo (MSC)
A MSC foi influenciada pelas densidades populacionais, tendo havido maior
produção na época das águas. Por outro lado, na época seca esse aumento não foi tão
acentuado (Figura 8).
3500
-1
Matéria seca colmo (kg ha )
3000
2500
Água
y = 2247,5 + 1,3195 x - 0,0005 x2 R2 = 0,99
Seca
y = 786,6 + 0,4618 x - 0,0002 x2 R2 = 0,99
2000
1500
1000
500
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
-1
Figura 8 – Matéria seca do colmo do capim-piatã em função das densidades populacionais de
canafístula na época das águas e seca, em Dourados, MS.
O estiolamento de plantas submetidas ao sombreamento é um mecanismo
pelo qual a planta cresce em direção à luz, pela elevação de suas folhas no dossel. Em
gramíneas, este comportamento permite melhor distribuição da radiação ao longo do
perfil do dossel por meio do alongamento e aumento da quantidade de colmos, sob boas
condições nutricionais (MELLO e PEDREIRA, 2004; GOMIDE et al., 2007).
Variações na taxa de acúmulo de colmos no gênero Urochloa também
foram relatadas por Fagundes et al. (2005), em estudo sobre o efeito do nitrogênio,
74
registraram menores valores no período da seca, atribuindo tal redução à baixa
disponibilidade de fatores de crescimento e desenvolvimento, como água e luz.
Portanto, esta pode ser a explicação para a menor produção de colmos no
período seco, onde de maneira geral para a região onde foi desenvolvido esse trabalho,
há menor disponibilidade de água e luz. Os maiores valores nas águas podem ser
explicados pela época de florescimento da cultivar piatã, que é precoce e ocorre em dias
longos de verão (janeiro e fevereiro). Em gramíneas forrageiras, o alongamento do
colmo ocorre, em geral, neste período, quando há decréscimo na relação folha:colmo,
provocada pelo maior crescimento do colmo e o cessamento do aparecimento de folhas,
a partir do início do florescimento (EUCLIDES et al., 2008).
d.4) Massa seca da lâmina foliar (MSLF)
Wilson e t’Mannetje (1978) afirmaram que os segmentos mais verdes da
planta, são os mais nutritivos da dieta e consumidos pelos animais de forma
preferencial. O acúmulo MSLF teve resposta quadrática para as densidades
populacionais de canafístula, com maiores valores nas áreas mais adensadas (Figura 9).
8000
-1
Matéria seca lâmina foliar (kg ha )
7000
6000
Água
y = 5618,8 + 3,2988 x - 0,0014 x2 R2 = 0,99
Seca
y = 1966,6 + 1,1546 x - 0,0005 x2 R2 = 0,99
5000
4000
3000
2000
1000
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Densidade (árvore ha-1 )
Figura 9 – Matéria seca da lâmina foliar de capim-piatã em função das densidades
populacionais de canafístula na época das águas e seca, em Dourados, MS.
75
A partir de 1178 árvores ha-1 nas águas e 1155 na seca, não houve mais
incremento no acúmulo de MSLF, tais dados indicam uma estabilização e até redução
nos valores. Para futuros plantios essas informações permitem uma tomada de decisão
mais segura, podendo-se optar por densidades iguais ou menores que 1100 árvores ha-1.
Em geral, nas áreas com maior densidade arbórea ocorre a redução da
radiação incidente no sub-bosque, causando mudanças significativas na morfologia de
muitas forrageiras (LIN et al., 1999). A principal adaptação é o aumento da área ou do
número de folhas, otimizando a captura da luz disponível (TAIZ e ZEIGER, 2004).
De acordo com Castro e Garcia (1996), plantas C4, como é o caso das
braquiárias, adaptam-se ao sombreamento, respirando lentamente ao mesmo tempo em
que diminuem seu ponto de compensação luminosa. Consequentemente, fotossintetizam
vagarosamente, saturando-se sob baixos níveis de radiação, o que as torna capazes de
desenvolver gradativamente a habilidade de crescer à sombra, embora nessas condições
apresentem crescimento lento.
Cremon (2013), em ensaio com U. brizantha cv. Xaraés cultivadas em três
diferentes espaçamentos entre aléias de E. urophylla, observou que a proporção de
folhas, em duas coletas no período das águas, foi de 63, 64 e 65 % nos espaçamentos de
15, 21 e 27 m entre aléias, estando entre os valores esperados, especialmente por que a
área frequentemente pastejada, provocando a renovação da pastagem.
Assim, o SSP é importante, pois, além de melhorar o conforto animal, na
densidade adequada de árvores, pode reduzir a temperatura estressante para a forrageira,
fazendo com que esta continue produzindo com níveis de radiação mais baixos.
Aos 37 meses de idade da canafístula e 29 meses do capim-piatã, a partir da
densidade de 1000 árvores ha-1, o maior valor observado para todos os acúmulos de
massa seca avaliados tornou-se constante, indicando uma estabilização dos efeitos.
Considerando o desenvolvimento das árvores de canafístula e a sua
influência no crescimento do capim-piatã, foram calculadas as médias da área de
influência da copa para as mesmas densidades onde foram coletados os dados de
forragem (Figura 10).
76
Área da copa (m2)
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
y = 6E-06x2 - 0,0146x + 19,376
R² = 0,8937
0
200
400
600
800
1000
-1
1200
1400
Figura 10 – Área da copa das árvores de canafístula, conforme as densidades de árvores ha -1,
em sistema silvipastoril.
Nas maiores densidades de árvores, a área das copas da canafístula ficou
reduzida, em comparação com as menores densidades, tal fato possibilitou uma boa
incidência da RFA, resultando em bons índices de acúmulo de biomassa seca.
77
e) Atributos qualitativos da forragem: Proteína Bruta (PB), Digestibilidade in
vitroda Matéria Orgânica (DIVMO)
e.1) Proteína bruta (PB)
10,5
10,0
Proteína bruta (%)
9,5
9,0
8,5
8,0
Águas
7,5
y = 4,4296*x0,0899 R2 = 0,99
Secas
7,0
y = 7,3954*x0,0428 R2 = 0,94
6,5
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
-1
Figura 11 – Teores de proteína bruta (% MS) conforme as densidades de árvores na época das
águas e seca, em Dourados, MS.
O teor médio de PB observado para lâmina foliar do capim-piatã, foi 20 %
superior na estação seca, em comparação com as águas (Figura 11). Almeida et al.
(2007), trabalhando com capim-marandu encontraram dados indicativos de que foi na
estação seca a maior contribuição das árvores para a qualidade do capim, semelhante ao
observado neste trabalho com a cultivar piatã.
Ao longo do experimento, a PB manteve-se em torno de 9,5 % na seca e 7,5
% nas águas, reforçando a hipótese de que houve adaptação do capim à condição de
maior densidade de árvores. Os valores acima estão superiores aos encontrados por
outros autores, em trabalhos com U. brizantha, como Euclides e Medeiros (2003),
Santos et al. (2004), Souza et al. (2007) e Barnabé et al. (2007), onde o valor médio de
PB estava próximo de 7,0 %.
Para Rodrigues (2012), os arranjos espaciais das árvores de Eucalyptussp.
influenciaram na produção e no valor nutritivo do pasto de U. decumbens cv Basilisk,
78
sendo que 120 árvores ha-1 foi a densidade que proporcionou o maior acúmulo de massa
seca. Por outro lado, os arranjos mais adensados (648 árvores ha-1), proporcionaram
maiores teores de PB na composição bromatológica. Deinum et al. (1996) afirma que o
sombreamento pode resultar em melhoria dos teores de PB na forragem.
Em experimento com três níveis de luminosidade caracterizados por duas
densidades de árvores de Pinus taeda L. (370 árvores ha-1, 222 árvores ha-1) além e sol
pleno, avaliando cinco espécies forrageiras anuais de inverno, Kirchner et al. (2009)
verificaram que, na maioria das espécies, ocorreu aumento dos teores de PB com
redução de luminosidade.
De uma forma geral o sombreamento de forrageiras pode resultar em
melhoria dos teores de PB (PACIULLO et al., 2007; GARCEZ NETO et al., 2010). As
principais hipóteses relacionadas ao aumento do teor proteico são creditadas às boas
condições de mineralização da matéria orgânica proporcionada pelas condições térmicas
e hídricas do ambiente com maiores densidades de árvores (KIRCHNER et al.,2010).
Segundo Ribaski et al. (1998) a redução da fotossíntese em áreas mais
adensadas eleva a eficiência de conversão da energia solar em energia química,
aumentando os teores de clorofila, do N e o incremento da área foliar, que são fatores
que contribuem diretamente com o aumento da PB.
e.2) Digestibilidade in vitro da Matéria Orgânica (DIVMO)
A partir de 1000 árvores ha-1 os teores médios de DIVMO se estabilizaram,
sendo 15 % superior na estação seca, com 61 %, em comparação com a estação das
chuvas com teor de 51 % (Figura 12).
79
64
62
DIVMO (%)
60
Águas
58
y = 46,2436*x0,0191 R2 = 0,98
Secas
56
y = 54,6839*x0,0178 R2 = 0,98
54
52
50
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
-1
Figura 12 – Digestibilidade in vitro da matéria orgânica (%) em função das densidades de
árvores na época das águas e seca, em Dourados, MS.
Silva et al. (2008), estudando os teores de DIVMO no capim-marandu em
SSP, também verificaram que na estação seca o teor foi 23,6% maior sob a copa das
árvores. Ainda segundo esses autores, o teor médio da DIVMO encontrado na época das
águas e seca foi de 60%, enquanto que neste trabalho, somente na seca os valores foram
similares, pois nas águas foi de 51%.
A literatura mostra grande diversidade de respostas do efeito da sombra
neste parâmetro, o que pode ser atribuído às diferenças decorrentes das espécies
utilizadas, grau de sombreamento, estação do ano, entre outros (PACIULLO et al.,
2007). Períodos de maturação provocam maior lignificação das plantas, de maneira que
a produção dos componentes potencialmente digestíveis, como os carboidratos solúveis,
proteínas e minerais, tendem a decrescer (GOMES, 2003; LEITE e EUCLIDES, 1994).
Carvalho et al. (1994) relataram que em áreas com maior densidade de
árvores não houve influência na estação das águas no valor de DIVMO, para U.
decumbens, no entanto, aumentou durante a estação seca do ano, em razão de melhores
condições de umidade do solo, sob as copas das árvores, permitindo assim, que as
plantas ficassem verdes durante essa estação.
80
3.6 CONCLUSÃO
Maiores densidades populacionais de canafístula não proporcionaram
grandes alterações no microclima, sendo que este, foi favorável ao crescimento do
capim-piatã.
O acúmulo de biomassa não foi comprometido pelo aumento da densidade
arbórea, em nenhuma das estações do ano avaliadas, água e seca.
O valor nutricional do capim-piatã foi influenciado positivamente pela
maior densidade arbórea.
Durante a fase inicial de crescimento da canafístula, compreendido até a
idade de 37 meses, a densidade de 1000 árvores ha-1 foi considerada ideal para o
crescimento e valor nutritivo do capim-piatã.
81
3.7 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
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86
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os dados apresentados indicam o potencial da canafístula em plantios
comerciais, homogêneos e integrados, com representatividade no mercado da madeira,
reforçando a necessidade de atenção para esta espécie.
O aumento da produtividade em Sistemas Silvipastoris, a recuperação de
áreas de pastagens degradadas e a viabilidade da canafístula para uso comercial, são
fatores interessantes na tomada de decisão para implantação de sistemas integrados,
com árvores nativas.
Torna-se necessário um estudo da viabilidade de genótipos de canafístula no
Mato Grosso do Sul, sendo esta tapa fundamental para o estabelecimento de um
programa de melhoramento genético da espécie.
A produção científica sobre a canafístula é muito escassa, carecendo de
programas formais de incentivo, para favorecer o número e a qualidade das pesquisas,
contribuindo assim, para a expansão do uso dessa espécie nativa em sistemas
integrados.
87
APÊNDICES
Apêndice 1 – Plantio das mudas de canafístula.
88
89
90
Apêndice 4 – Árvores de canafístula aos 13 meses de idade.
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100

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